Y.1.2 Doğru bileşenli, sinüs şeklinde olmayan değişimler: Doğru bileşeni olan, sinüs şeklinde olmayan değişimlerin değerlendirmesi için, Y.1.1’deki gibi aynı şekilde hareket edilir, ancak alternatif bileşenin frekansının ve bununla ilgili m ve n1 veya n2 katsayılarının bulunması için değişimin periyodunun tersi alınmalıdır.
Boyutlandırma sınıfı 1B, 2 ve 3’e dahil akımların ve gerilimlerin periyotlarının bu şekilde tespiti sırasında en düşük frekanslı harmonik kısmı (örneğin, 50 Hz’lik gürültü gerilimi), eğer genliği 12 . V veya 0,5 . mA’i geçmiyorsa, dikkate alınmaz.
Örnek olarak Şekil-Y.2’ye bakınız.
Şekil-Y.2 Doğru bileşeni bulunan, sinüs şeklinde olmayan bir değişim için örnek
Not : Daha iyi açıklama amacıyla, boyutlandırma sınıfı 2 için izin verilen akım değerleri ıˆ~ ve i= (Şekil-Y.3’e bakınız) ve aynı şekilde izin verilen gerilim değerleri uˆ~ ve u= (Şekil-Y.4’e bakınız) gösterilmiştir.
Y.2 Frekans ve etki süresinin tesiri için m, n ve p katsayıları:
Y.2.1 Frekans katsayısı n1 (Şekil-Y.5’e bakınız), Çizelge-15’deki boyutlandırma sınıfı 1A için verilen 0,5 mA’lik alternatif akımın frekansa bağlı olarak izin verilen artışını belirler.
Y.2.2 Frekans katsayısı n2 (Şekil-Y.6’ya bakınız), Çizelge-15’deki boyutlandırma sınıfı 1B ve 2 için verilen 3,5 mA ve 10 mA’lik alternatif akımın frekansa bağlı olarak izin verilen artışını belirler.
Y.2.3 Frekans katsayısı m (Şekil-Y.7’ye bakınız), Çizelge-16’daki boyutlandırma sınıfı 2 için verilen alternatif akımların frekansa bağlı olarak izin verilen artışını belirler.
Not : Şekil-Y.5, Şekil-Y.6 ve Şekil-Y.7 için, 100 kHz’in üstündeki frekanslarda, 100 kHz için tespit edilenden daha yüksek olan değerlere izin verilmez.
Y.2.4 Kısa zaman katsayıları pI, pI=, pUvepU= (Şekil-Y.8 ve Şekil-Y.9’a bakınız), daha kısa süreli etki süresinde, Çizelge-15 ve Çizelge-16’daki boyutlandırma sınıfı 2 için verilen akım ve gerilim değerlerinin izin verilen artışını belirler. pI alternatif akımlar, pI= doğru akımlar, pUalternatif gerilimler vepU= doğru gerilimler için geçerlidir.
Şekil-Y.3 Boyutlandırma sınıfı 2’de izin verilen akım değerleri
Şekil-Y.4 Boyutlandırma sınıfı 2’de izin verilen gerilim değerleri
Şekil-Y.5 Frekansa f bağlı olarak frekans katsayısı n1’in değişimi
Şekil-Y.6 Frekansa f bağlı olarak frekans katsayısı n2’nin değişimi
Şekil-Y.7 Frekansa f bağlı olarak frekans katsayısı m’nin değişimi
Şekil-Y.8 Etki süresine t bağlı olarak kısa süre katsayıları pI ve pI=’nin değişimi
Şekil-Y.9 Etki süresine t bağlı olarak kısa süre katsayıları pU ve pU=’nun değişimi
Ek-Z İletişim Kablolarının Ekran Topraklaması ve İletişim Kablolarının Yüksek Gerilimli Enerji Nakil Hatlarına (ENH) ve Bunların Direklerinin Topraklama Tesislerine Yaklaşması Durumunda, Tesis Etme Aşamasında Alınacak Önlemler Z.1 1200 V.tan daha küçük toprak potansiyel yükselmeleri için koruma:
Şekil-Z.1 Koruma için prensip şeması
Z. 1.1 Tanımlama:
a) Transformatör merkezi içindeki koruma: Transformatör merkezi toprağı ve her bir iletken arasında bir adet parafudrdan ibarettir.
b) Transformatör merkezi giriş devresi: Bu, 50 Hz’de, hem iletkenleri arasında hem de gerilme bu değerin % 60’ını aşmaması için yalıtkan dış kılıfı ile en az 2 kV’luk bir dielektrik dayanımı olan bir kablodan ibarettir (2000 Vx 0,6 = 1200 V). Bir çıplak telli hava hattı veya kablo yardımıyla uzaktaki tesise uzatılabilir.
c) Dış koruma:
- Her bir iletkenle topraklanmış nötr arasında bir parafudr,
- Bir uzak topraktan (B noktası) ibarettir.
Uzak toprak, bir arıza durumunda akacak toprak akımlardan dolayı transformatör merkezinde toprak potansiyelinin yükselmesinde önemli bir etki oluşturmayan, bu merkezin dışında uzak bir noktadır.
Bu nokta genellikle:
- Ya, yalnızca bir transformatör merkezi içinde bulunan bir devreyi kullanan bir bağlantı ise, yerel (lokal) bir görüşmede,
- Veya, uzak toprak olarak kabul edilebilen bir toprağın kontrol edilmesinden sonra genel şebekeyle bağlanan (jonksiyon) bir noktada,
yeri belirlenir
Z. 1.2 Çalışma: Transformatör merkezindeki toprak potansiyelinin yükselmesine neden olan bir olayın oluşması durumunda çalışma yöntemi aşağıdaki gibidir:
- Uzak toprağa bağlanan dış parafudrun ve transformatör merkezi topraklama sistemine bağlanan dahili parafudrun seri olarak çalışması. İletişim sistemi devrelerinin iletkenlerinden bir akım akar. Eşdeğer devre Şekil ZA.2 de gösterilmiştir:
Bir arıza anında transformatör merkezinin topraklama gerilimi (toprak potansiyelinin yükselmesi) (IE akımı ile),
RB
Uzak topraklama direnci.
B noktasındaki uzak toprağın direnci, hangisi uygulanabilirse; bu noktadaki gerilim yükselmesi 430 veya 650 V’tan az olacak şekilde olmalıdır.
430 V için, veya yaklaşık olarak RB RS , olmalıdır.
Şekil-Z.3, transformatör merkezindeki toprak potansiyel yükselmesinin 800 V veya 1200 V’a yükselmesi durumunda, B noktasındaki potansiyel yükselmesinin 430 V’u geçmeyeceği RB topraklama direncinin en büyük değerini gösterir. Bu değer transformatör merkezi ile B noktası arasındaki kablo uzunluğu ve içinden akım akan tüm iletişim devre iletken kesitlerinin bir fonksiyonudur.
Şekil-Z.3 A noktasındaki potansiyel yükselmesi UE =800 V veya 1200 V olduğunda B noktasındaki potansiyel yükselmesinin 430 V’u aşmaması için, iletişim kablolarının (L) uzunluğu ve bakır iletkenlerin ( ACu ) toplam kesitlerinin bir fonksiyonu olarak RB topraklama direncinin en büyük değeri.
Arıza durumunda yıldırıma karşı korunmuş iletişim devrelerinin iletkenlerinden akan akımın izin verilen değerleri aşmaması için gerekli önlemler alınmalıdır (özellikle A-B uzaklığı kısa olduğu zaman).
Notlar:
- Bu koruma sistemi çok düşük dirençli topraklamaları gerektirir. Devre doğru akım ile de çalışabilir (özellikle, otomatik telefon görüşmelerinde).
- Arıza sırasında parafudrlar çalışırken iletişim devreleri kullanılamaz. Olaydan sonra derhal eski duruma dönülür.
- Kablonun her iki ucundan da topraklanmış, mutlaka yalıtılmış metal bir zırhı bulunur. Böylece kablonun ekranlama etkisinden yararlanılır. Zırhtan akan akımın B noktasında aşırı potansiyel yükselmesine neden olmaması için gerekli önlemler alınmalıdır.
Z.2 Enerji üretim tesislerinde veya transformatör merkezlerinde kullanılan iletişim kabloları: Enerji üretim tesisleri ve transformatör merkezlerinde kullanılan iletişim kablolarının zırhlarının erimesini engellemek amacıyla, elektrik tesisinde oluşabilecek bir arıza durumunda akacak akımın süresi ve değeri sınırlandırılmalıdır. Örneğin küçük kesitli iletişim kablolarının söz konusu olması nedeniyle, arızaların 0,2 s’den kısa bir sürede ya da her durumda 0,5 s’den kısa sürede giderildiği ve 500 A mertebesinde bir akımın zırhtan aktığı değerlendirildiğinde, çevresi ile akım alışverişi engellenecek şekilde doğru döşenmiş bir kabloya ilişkin zırhın erime riski düşüktür. Deneyimler göstermektedir ki, böyle bir akım seviyesine, üretim ya da transformatör merkezine ilişkin topraklama sistem direncinin 0,15 ’dan düşük ve arıza akımının 10 kA’ den küçük olması durumunda ulaşılamamaktadır.
İletişim kablolarının zırhlarından akan akım zırhın yapıldığı malzemeye ve zırhla toprak arasındaki akım değişimine bağlıdır. Yalıtılmış bir metal zırhın her iki ucundan da topraklanmadığı durumda akım çok büyük değildir. Akım, kablo zırhı her iki uçtan topraklı olduğu zaman, metal zırh devresinin ve toprak geri dönüşünün empedansına bağlıdır. Yalıtkan olmayan metal zırh kullanılması durumunda, zırhtaki akım büyük ölçüde toprak özgül direncine bağlıdır.
Eğer iletişim kablolarında sirkülasyon akımının yok edilmesi veya azaltılması düşünülüyorsa, aşağıdaki düzenlemeler yapılabilir:
- Metal zırhla kaplı kablo gerilim konisinin kenarına kadar plastik kılıflı kablo ile değiştirilebilir. Eğer bu kablo metal ekranlı ise, bu, ya kablonun gerilim konisinin dışında kalan metal zırhına veya enerji üretim tesislerinin topraklama sistemine veya tercihen yüksek gerilim olasılığını düşürmek amacıyla bir “yüzen potansiyel” de bırakılır;
- Kablonun metal zırhı, gerilim konisinin kenarına kadar yalıtılabilir ve yalıtılmış bir başlık bu noktada enerji üretim tesislerine en yakın metal zırh ile santraldan uzaklaşan ve doğrudan toprak ile temasta olan metal zırh arasına eklenebilir.
Bu durumda, kablonun etki alanı içerisindeki kısmını bir “yüzen potansiyel” de bırakmak tercih edilir.
Bu yüzden, tehlikeli gerilimlerin oluşması riskinin bulunduğu yerlerde, uygun bir düzenleme ile, bir zırh veya ekrana ulaşılmasının engellenmesi tavsiye edilir.
Eğer iletken ve zırh arasındaki gerilimi azaltmak için metal kablo zırhındaki sirkülasyon akımının kompanze etkisinin avantajından faydalanılmak istenirse, zırhın metalik devamlılığı sağlanmalıdır. Metal zırh dahil, bir dış yalıtkan ile kablo tamamen veya bir parçası kaplanarak, kompanzasyonun ters etkisi olmaksızın, zırhtaki akım sirkülasyonu, zırha zarar vermeyecek bir değere düşürülebilir. Metal zırh, enerji üretim tesislerinin veya transformatör merkezinin topraklama sistemine ve yeterli uzaklıktaki bir toprağa bağlanır. Eğer santralın topraklama sisteminin gerilim sınırları aşılırsa, kablo üzerinde çalışan personelin korunması için gerekli önlemler alınmalıdır.
Z.3 İletişim kablolarının yüksek gerilimli enerji nakil hatlarına(ENH) ve bunların direklerinin topraklama tesislerine yaklaşması durumunda, tesis etme aşamasında alınacak önlemler
Z.3.1) İletişim kablolarının yüksek gerilimli ENH direklerinin topraklama tesislerine yaklaşması durumunda tesis etme aşamasında alınacak önlemler:
a) Yıldız noktası küçük değerli direnç üzerinden topraklanmış şebekelerde alınacak önlemler:
i) Ya, bir tarafta, kendilerine bağlı potansiyel dengelemeleri de dahil olmak üzere, kuvvetli akım tesislerine ilişkin direk topraklamaları, diğer tarafta iletişim düzenleri olmak üzere, bunlar arasındaki mesafe en az 15 m olacak şekilde (bu özellikle bağlama noktaları, jetonlu telefon cihazları, saha düzenleri ve benzerleri için geçerlidir),
ii) Veya, geçip giden iletişim kabloları için, direk topraklamaları ile iletişim kabloları arasındaki mesafe 2 m’den daha fazla olacak şekilde,
iii) Ya da, en azından direk topraklamasının sağ ve solundaki 5 m’lik bölgede yeterli yalıtım sağlayan bir dış mahfaza içinde bulunan geçip giden iletişim kabloları için, direk topraklamaları ile iletişim kabloları arasındaki mesafe en az 0,5 m olacak şekilde,
iv) Veya, direk topraklamasından en az 2 m uzaklıkta bulunan ara kablolar (yüksek gerilim hatlarıyla kesişme noktalarında, toprak üstündeki iletişim hatlarının kablolu bağlantıları) için, en azından direk topraklamasının sağ ve solundaki 5 m’lik mesafede yalıtım sağlayan bir dış mahfaza bulunacak şekilde,
tesis etme aşamasında önlemlerin alınmış olması gerekir.
b) Diğer şebekelerde alınacak önlemler:
i) Ya, bir tarafta, kendilerine bağlı potansiyel dengelemeleri de dahil olmak üzere, kuvvetli akım direk topraklamaları, diğer tarafta iletişim düzenleri olmak üzere, bunlar arasındaki mesafe 2 m olacak şekilde,
ii) Veya, geçip giden iletişim kabloları için, direk topraklamaları ile iletişim kabloları arasındaki mesafe 0,5 m’den daha fazla olacak şekilde,
iii) Ya da, direk topraklamasından en az 0,5 m uzaklıkta bulunan ara kablolar (yüksek gerilim hatlarıyla kesişme noktalarında, toprak üstündeki iletişim hatlarının kablolu bağlantıları) için, en azından direk topraklamasının sağ ve solundaki 5 m’lik mesafede yalıtım sağlayan bir dış mahfaza bulunacak şekilde,
tesis etme aşamasında önlemlerin alınmış olması gerekir.
c) Yıldırım düşme sıklığı yüksek olan bölgelerde, Ek-Z.3.1/a ve Ek-Z.3.1/b’de belirtilen mesafelerin arttırılması gerekebilir.
d) Bağlama noktaları (örneğin kablo dağıtım kutuları, abone bağlantı yerleri), direk topraklamalarından en az 15 m uzakta bulunmalıdır.
Z.3.2) İletişim hatlarının, kuvvetli akım hatlarıyla kesişme ve yaklaşım noktalarında tesis etme aşamasında alınması gereken önlemler:
Beşinci Bölüm'e, Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri Yönetmeliği'ne ve VDE210'a bakınız.
Z.3.3) İletişim kablolarının, yıldız noktaları küçük değerli direnç üzerinden topraklanmış 110 kV’un üstündeki yüksek gerilim tesislerine ve aynı şekilde, transformatör merkezi içine girmemek koşulu ile, kendi kendine sönmeyen toprak temaslarında içlerinde bulunan toprak teması bobinleri köprülenen transformatör merkezlerine yaklaşımında tesis etme aşamasında alınması gereken önlemler,
a) İletişim kablolarının topraklama tesisine mesafesi 15 m’den büyük olmalıdır. Daha küçük mesafelerde, gerekli görüldüğü takdirde, Ek-Z.3.1’dekine benzer önlemler alınmalıdır.
b) Santralların ve ana indirici transformatör merkezlerine ilişkin topraklama tesislerinin gerilim konisi bölgesinde bağlama noktaları, küçük kuvvetlendirici merkezleri vb. bulunmamalıdır.
Not : Ortalama bir toprak iletkenliği için bu bölgenin sınırı yaklaşık 300 m civarındadır.