Projelerde çoğu zaman tek satırlık bir ifadeyle karşılaşıyoruz: “Ana dağıtım panosuna Tip 1+2 parafudr konulacaktır.” Hangi konfigürasyonda, hangi U<sub>c</sub> değerinde, hangi darbe akımıyla, hangi ön sigortayla ve panonun neresine sorularının cevabı şartnamede yoktur. Bu boşluğu dolduran kişi de genellikle pano imalatçısıdır.
- Topraklama sistemi konfigürasyonu belirler; PEN ayrım noktasını ve 3+0, 4+0, 3+1 seçeneklerini hesaba katın.
- Uc'yi katalog etiketine göre değil şebekenin gerçek davranışına göre seçin; şebeke kaydıyla doğrulayın.
- Iimp'i koruma seviyesinden hesaplayın; LPL, servis sayısı ve iletken paylaşımını göz önünde tutun; Tip 2 için yüksek In tercih edin.
- Parafudrun ISCCR montaj noktasındaki Ik'ı karşılamalı; ön sigorta üretici değerine uygun olmalı.
Sorumluluk da buradan doğar. TS EN IEC 61439 kapsamında panonun kısa devre dayanımını, sıcaklık artışını ve iç bağlantılarını doğrulayan taraf sizseniz, parafudrun bu doğrulamanın dışında kalması mümkün değildir. Sahada yanmış bir parafudr kutusunun başında “şartnamede böyle yazıyordu” cümlesinin kimseyi korumadığını defalarca gördük.
Bu rehberde seçimi, kendi projelerimizde kullandığımız sırayla altı karara ayırıyoruz. Her kararın bir hesabı var ve bir önceki karar bir sonrakinin girdisi oluyor.
1. Konfigürasyonu topraklama sistemi belirler
İlk soru ürünle ilgili değil: panoyu besleyen şebeke TN-C mi, TN-S mi, TT mi, IT mi? Parafudr kataloglarındaki 3+0, 4+0 ve 3+1 kodları bu soruya verilen cevaplardır.
TN-C sistemde PEN iletkeni ayrılmadığı için üç faz ile PEN arasına üç kutuplu (3+0) bir yapı yeterlidir. TN-S sistemde nötr ayrı bir iletken olduğundan ya her iletkeni PE’ye bağlayan 4+0 yapı ya da fazları nötre, nötrü PE’ye bağlayan 3+1 yapı kullanılır.
TT sistemde ise tercih hakkımız yok. TS HD 60364-5-534’teki CT2 bağlantısı, yani fazlar ile nötr arasında varistör veya sönümleyici modüller, nötr ile PE arasında toplam akımı taşıyan bir kıvılcım aralığı gerekir. Nedeni şu: TT’de faz ile PE arasına konan bir modül arızalandığında oluşan kaçak akım, yüksek toprak direnci yüzünden üst korumayı açtıracak seviyeye çıkamaz ve parafudr ısınarak bekler. IT sistemde nötr dağıtılmıyorsa modüller faz–faz gerilimine göre seçilir.
En sık gördüğümüz hata, TN-C-S panolarda PEN ayrım noktasının parafudrun hangi tarafında kaldığının hesaba katılmamasıdır. Ayrım ana panodaysa parafudr ayrım noktasının hemen arkasında 3+1 ya da 4+0 olarak bağlanır. Ayrım daha yukarıdaysa pano doğrudan TN-S olarak değerlendirilir.
2. U<sub>c</sub>: etiket değerine değil şebekenin gerçeğine göre
En yüksek sürekli çalışma gerilimi U<sub>c</sub>, parafudrun şebekede sürekli taşıyabileceği gerilimdir. 230/400 V TN sistemlerde alt sınır 1,1 × U<sub>0</sub> = 253 V’tur ve 275 V sınıfı ürünlerin standart hâline gelmesinin sebebi budur. TT sistemde faz–PE bağlantısı (CT1) kullanılıyorsa bu sınır 1,55 × U<sub>0</sub> = 356 V’a çıkar.
Kataloğun söylemediği bir denge var. U<sub>c</sub>’yi yükseltmek parafudru geçici aşırı gerilimlere (TOV) karşı dayanıklı kılar, ama aynı zamanda koruma seviyesi U<sub>p</sub>’yi de yukarı taşır. Jeneratörle beslenen tesislerde, uzun hat sonundaki OSB parsellerinde ya da nötr kopmasının yaşandığı eski şebekelerde 320–350 V sınıfına geçmek mantıklıdır. Kararlı bir trafo çıkışında ise 275 V’ta kalıp U<sub>p</sub> avantajını korumak daha doğrudur. Hangisinin geçerli olduğunu tahmin etmeyin; müşterinin panosuna bağlanacak bir haftalık şebeke analizörü kaydı bunu söyler.
3. Tip ve darbe akımı: I<sub>imp</sub>’i hesaplamak
Yapıda dış yıldırımdan korunma sistemi varsa ya da bina havai hatla besleniyorsa ana panoda Tip 1 zorunludur. Tip 1’in darbe akımı I<sub>imp</sub> (10/350 µs) katalogdan en büyüğü seçilerek belirlenmez; koruma seviyesinden hesaplanır.
Bir örnek üzerinden gidelim. LPL I için tasarım tepe akımı 200 kA’dir. TS EN IEC 62305-1’in basitleştirilmiş kabulünde bu akımın %50’si topraklama sistemine, %50’si yapıya giren metalik servislere dağılır. Yapıya giren tek metalik servis enerji hattıysa 100 kA’in tamamı bu hatta kalır. TN-C-S bir panoda dört iletken (L1, L2, L3, N) üzerinden paylaşıldığında kutup başına 100 / 4 = 25 kA eder. LPL III–IV’te aynı hesap 100 kA × 0,5 / 4 = 12,5 kA verir. TT sistemde 3+1 yapının N–PE kıvılcım aralığı dört iletkenin toplamını taşıyacağı için LPL I’de 100 kA sınıfında seçilmelidir.
Yapıya su, doğalgaz veya telekom gibi başka metalik servisler giriyorsa akım bunlar arasında da bölünür ve kutup başına değer düşer. Biz yine de tek servis kabulüyle hesaplamayı öneriyoruz. Servis sayısı yıllar içinde değişebilir; pano ise yerinde kalır.
Tip 2 için TS HD 60364-5-534’ün öngördüğü alt sınır I<sub>n</sub> = 5 kA (8/20 µs) değeridir. Ancak parafudr her darbede bir miktar yaşlanır. Endüstriyel alt dağıtım panolarında I<sub>n</sub> = 20 kA / I<sub>max</sub> = 40 kA sınıfını tercih etmemizin nedeni, aynı darbe sayısında daha az yaşlanan bir ürünle bakım aralığını uzatmaktır.
4. U<sub>p</sub> ve etkin koruma seviyesi
Katalogdaki U<sub>p</sub> değeri, parafudrun kendi terminallerindeki gerilimdir. Korunan cihazın gördüğü değer ise bağlantı iletkenlerinde oluşan endüktif gerilimi de içerir:
U<sub>p/f</sub> = U<sub>p</sub> + ΔU, ΔU ≈ L · di/dt
Pratikte her metre bağlantı iletkeni için yaklaşık 1 kV eklenir. 230/400 V şebekede TS EN IEC 60664-1’e göre kategori II cihazların darbe dayanımı U<sub>w</sub> = 2,5 kV, kategori I hassas elektroniklerin ise 1,5 kV’tur. TS EN IEC 62305-4 yaklaşımında parafudr ile cihaz arasındaki kablo 10 m’yi aşmıyorsa hedef U<sub>p/f</sub> ≤ 0,8 · U<sub>w</sub>’dir.
Kategori II bir cihaz için sınır 0,8 × 2,5 = 2,0 kV’tur. U<sub>p</sub> = 1,5 kV olan bir ürün 0,5 m toplam iletkenle bağlandığında U<sub>p/f</sub> = 1,5 + 0,5 = 2,0 kV olur ve sınırın içinde kalır. Aynı ürün 1,5 m iletkenle bağlanırsa U<sub>p/f</sub> 3,0 kV’a çıkar. Katalog değeri iyidir ama koruma yoktur.
Bu yüzden ana ve alt dağıtım panolarında U<sub>p</sub> ≤ 1,5 kV, PLC, sürücü kontrol kartı ve ölçüm elektroniğini besleyen kumanda panolarında ise cihaza yakın bir Tip 3 ile U<sub>p</sub> ≤ 1,0 kV hedefliyoruz. Kategori I bir cihaz için sınırın 0,8 × 1,5 = 1,2 kV olduğu düşünülürse bu ikinci kademenin neden şart olduğu açıktır. Cihaz parafudrdan 10 m’den uzaktaysa kablodaki yansımalar nedeniyle gerilim iki katına kadar yükselebilir; bu durumda ya hedef yarıya indirilir ya da cihazın yanına ikinci bir kademe konur.
Tip 3 ürünler kumanda panosunda korunan cihaza birkaç metre mesafede, çoğunlukla aynı DIN rayı üzerinde konumlandırılır. Tip 1 ve Tip 2 ürünlerin aksine seri ya da paralel bağlanabilirler; seri bağlantıda ürünün anma akımı beslediği devrenin yük akımını karşılamalıdır. Bir önceki kademeyle aralarında birkaç metrelik kablo bulunması, enerji koordinasyonu açısından da avantajdır.
5. Kısa devre koordinasyonu: pano imalatçısının asıl sorumluluğu
Parafudr seçiminde en çok atlanan parametre, panonun kısa devre değerlerine doğrudan bağlanan I<sub>SCCR</sub>, yani parafudrun kısa devre akımı dayanımıdır. Parafudr, ön koruması ile birlikte montaj noktasındaki beklenen kısa devre akımına dayanmak zorundadır.
Hesap kısa. 1000 kVA, u<sub>k</sub> = %6 bir trafonun 400 V tarafında anma akımı I<sub>n</sub> = 1000 / (√3 × 0,4) ≈ 1443 A, beklenen kısa devre akımı ise I<sub>k</sub> ≈ 1443 / 0,06 ≈ 24 kA’dir. 1600 kVA’lik bir trafoda bu değer 38,5 kA’e çıkar. Trafo çıkışına yakın bir ana panoda I<sub>SCCR</sub> değeri 25 kA olan bir parafudr birinci durumda sınırda, ikincisinde yetersizdir. Panonun I<sub>cw</sub> ve I<sub>pk</sub> değerlerini TS EN IEC 61439’a göre doğrularken parafudr kolunun da bu doğrulamanın içinde olması gerekir.
Ön sigorta konusu bunun devamıdır. Panonun giriş koruması, parafudr üreticisinin izin verdiği en büyük ön sigorta değerinden küçük veya ona eşitse ayrı bir sigortaya gerek kalmaz. Büyükse parafudr koluna üreticinin verdiği değerde gG sigorta eklenir; pratikte bu değer Tip 1 ürünlerde 125 A, Tip 2 ürünlerde 63 A civarındadır.
Değeri “daha güvenli olsun” diye düşürmek sık yapılan bir hatadır. Düşük değerli sigorta darbe akımı sırasında atar ve parafudr kimse fark etmeden devre dışı kalır. Uzak ve insansız sahalarda bu risk, kendi içinde koruma devresi bulunduğu için ayrı sigorta gerektirmeyen Raycap Safetec teknolojili ürünleri öne çıkarır.
6. Pano içi yerleşim ve kablo güzergâhı
Dördüncü adımdaki hesap montajın ne kadar belirleyici olduğunu zaten gösterdi. Bizim kuralımız, faz ve toprak bağlantılarının toplam uzunluğunun 50 cm’i geçmemesidir. Bunu sağlamanın yolu parafudru panonun en üstüne değil, giriş bölgesinde PE barasına yakın bir noktaya yerleştirmektir. Kesitler Tip 1 için en az 16 mm², Tip 2 için en az 6 mm², Tip 3 için 1,5 mm² olmalıdır.
Mesafe kısaltılamıyorsa V bağlantı (Kelvin bağlantı) bir seçenektir. Besleme iletkeni önce parafudr terminaline girip oradan devam eder, böylece bağlantı iletkeni koruma yolundan çıkar. Bu durumda parafudr terminalinin sürekli akım kapasitesinin yük akımını karşılaması gerekir.
Tasarım aşamasında en az düşünülen konu kablo güzergâhıdır. Parafudrun önündeki korumasız iletkenler ile arkasındaki korunan iletkenler aynı kanalda paralel ilerlerse, korumasız hattaki darbe manyetik kuplajla korunan tarafa geçer. Bu iki grubu ayrı kanallarda götürmek, kesişmeleri 90° ile yapmak ve parafudrun PE iletkenini korunan kablolardan uzak tutmak gerekir. Aksi hâlde doğru seçilmiş ve doğru bağlanmış bir parafudr bile atlanmış olur.
Bir de yer meselesi var. 3+1 bir Tip 1+2 set, sigorta tabanlarıyla birlikte 12–14 modül genişliğe ulaşabilir. Bu genişliği ön projede ayırmayan panolarda parafudr, sonradan boş kalan tek yere, yani genellikle PE barasından en uzak noktaya sıkıştırılır.
Kademeler arası enerji koordinasyonu ve teknoloji tercihi
Kıvılcım aralıklı bir Tip 1 ile varistörlü bir Tip 2 arasında yeterli ayrıştırma empedansı yoksa, darbe akımının büyük kısmını daha hızlı devreye giren varistör üstlenir ve kapasitesini aşar. Klasik çözüm iki kademe arasında yaklaşık 10 m kablo ya da ayrıştırma bobinidir. Her iki kademenin aynı panoya sığması gereken durumlarda ise üreticinin koordinasyonu belgelenmiş kombine Tip 1+2 ürünleri kullanılmalıdır.
Teknoloji tarafında sadece varistör dayanımına güvenen ürünlerle yetinmiyoruz. Çift yönlü kimyasal sönümleme toprak değerinden bağımsız çalışır, varistör ise hızlı devreye girer. Bu iki özelliği bir arada sunduğu için üç devreli Safetec teknolojili Raycap sistemlerini öneriyoruz. Yüksek riskli ana panolarda ise baraya iletkensiz bağlanarak bağlantı iletkeninden gelen ek gerilimi ortadan kaldıran Raycap Strikesorb ailesi öne çıkıyor. Hangi ürün seçilirse seçilsin, uzaktan ikaz kontağının PLC veya SCADA’ya bağlanması, modül ömrünün dolduğunu bakım ekibinin gözüne bırakmamak için gereklidir.
Sipariş öncesi son kontrol
Siparişi vermeden önce altı soruya net cevap verebiliyor olmanız gerekir. Topraklama sistemi ve PEN ayrım noktası belli mi? U<sub>c</sub> şebekenin gerçek davranışına göre mi seçildi? I<sub>imp</sub> koruma seviyesinden hesaplandı mı? U<sub>p/f</sub>, korunan cihazın U<sub>w</sub> değerinin %80’inin altında mı? I<sub>SCCR</sub> montaj noktasının I<sub>k</sub> değerini karşılıyor mu, ön sigorta üretici değerinde mi? Bağlantılar 50 cm’in altında, korunan ve korumasız kablolar ayrı güzergâhta mı?
Bu cevapları pano teslim dosyasına da eklemenizi öneriyoruz. Parafudrun veri sayfası, I<sub>SCCR</sub> ve ön sigorta değerini gösteren koordinasyon notu, montaj fotoğrafı ve bağlantı uzunluğu ölçüsü; periyodik kontrollerde ve olası bir hasar incelemesinde ilk bakılacak belgelerdir. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği kapsamındaki periyodik kontrollerde durum göstergelerinin kayda alınması da ancak bu başlangıç kaydıyla anlam kazanır.
Bu soruların ilk dördünü web sitemizdeki Parafudr Seçim Aracı ile birkaç adımda netleştirebilirsiniz. Raycap AG parafudr ailesinin teknik verilerine Raycap AG Parafudr Data Sheet sayfamızdan, ürün gamına AG Parafudr kategorimizden ulaşabilirsiniz. Kısa devre koordinasyonu, pano yerleşimi ve proje bazlı ürün seçimi için teknik ekibimize info@yilkomer.com adresinden ya da +90 212 210 27 28 numarasından ulaşabilirsiniz.
Unutmayın, Yılkomer Değerlerinizi Korur!
