Darbe Gerilimi Koruma Cihazı

Günlük hayatımızın vazgeçilmez parçası olan elektronik cihazlar, bazen zarar görüp bozulabilir. Bu durum elektrik şebekesinde meydana gelen dalgalanmalar, aşırı gerilim veya yıldırım çarpması gibi durumlardan kaynaklanabilir. Darbe gerilimi koruma cihazı, geçici voltajları sınırlayarak ve aşırı gerilim akımlarını yönlendirerek elektrik sistemlerini ve ekipmanlarını aşırı gerilim olaylarından koruyan cihazdır.

Darbe gerilimi koruma cihazı nedir kısaca tanımladık. Bu cihaz hakkında daha fazla bilgi sahibi olmadan önce darbe gerilimi hakkında bilgi edinelim. Darbe gerilimi, bir sistemde meydana gelen anlık, kısa süreli ve genellikle yüksek enerjili bir gerilimdir. Darbe, bir sistemde ani bir değişiklik veya etki yaratan bir kuvvetin sonucu olarak ortaya çıkar. Genellikle bir saniyeden daha kısa bir süre içinde gerçekleşir. Elektrikte darbe gerilimi devredeki voltajın aniden yüksek bir değere ulaşıp ardından tekrar normale döndüğü durumlardır. Darbe gerilimi, iç kaynaklar ve dış kaynaklar olmak üzere iki şekilde oluşabilir. İç kaynaklar, bir elektrik sisteminin iç yapısındaki bazı olaylardan meydana gelen gerilim artışlarıdır. Buna örnek olarak, kapasitif devrenin açılması, fazların toprakla temas halinde olması gibi durumlar gösterebilir. Dış kaynaklardan meydana gelen durumlar ise yıldırım düşmesi, yüklü bulutların hatları etkilemesi gibi olaylardır.

Dalgalanmalar, genelde dış kaynaklardan yıldırım ve iç kaynaklardan ise elektrik yüklerinin anahtarlanmasından kaynaklanmaktadır. Tüm geçici olayların %65’ini oluşturan dalgalanma kaynakları, açılan ve kapanan yükleri, çalışan röleleri ve/veya kesicileri, ısıtma sistemlerini, motorları ve ofis ekipmanlarını içerebilir. Ekipmanların zarar görmesini önlemek için darbe gerilimi koruma cihazı kullanmak önemlidir.

Darbe Gerilimi Koruma Cihazı Nasıl Çalışır?

En temel anlamda, korunan devrede geçici bir voltaj oluştuğunda, darbe gerilimi koruma cihazı, geçici voltajı sınırlar ve akımı kaynağına veya toprağa geri yönlendirir.

Çalışmak için farklı koşullar altında yüksek ve düşük empedans durumu arasında geçiş yapan darbe gerilimi koruma cihazının, doğrusal olmayan en az bir bileşeni olmalıdır.

Normal çalışma voltajlarında, darbe gerilim koruma cihazları yüksek empedans durumundadır ve sistemi etkilemez. Devrede geçici bir voltaj oluştuğunda, darbe gerilimi koruma cihazı bir iletim durumuna (düşük empedans) geçer. Aşırı akımı kaynağına veya toprağa geri yönlendirir. Bu, voltajı daha güvenli bir seviyeye sınırlar veya sıkıştırır. Geçici akım yönlendirildikten sonra, darbe gerilimi koruma cihazı otomatik olarak yüksek empedans durumuna geri döner.

Darbe Gerilimi Koruma Cihazı Çeşitleri

Darbe gerilimi koruma cihazı, voltaj sınırlama ve voltaj anahtarlama olmak üzere iki çeşittir.

  • Voltaj sınırlayıcı bileşenler, voltajlar yükseldikçe empedansta değişir ve bu da geçici voltajın sıkıştırılmasına neden olur.
  • Voltaj anahtarlama bileşenleri, eşik voltajı aşıldığında “açılır” ve hemen düşük bir empedansa düşer. Günümüzde çoğu sistem, her bir parçanın güçlü yönlerini toplamak ve zayıf yönlerini sınırlamak için her iki bileşen türünü bir araya getirmektedir.

Voltaj sınırlayıcı bileşenlere örnek olarak metal oksit varistörleri (MOV’lar) ve geçici voltaj bastırma (TVS) diyotları verilebilir. Voltaj anahtarlama bileşenleri arasında gaz deşarj tüpleri (GDT’ler) ve kıvılcım boşlukları bulunur.

Darbe Gerilimi Koruma Cihazı Seçilirken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Darbe gerilim koruma cihazları seçilirken performans yönleri ve özellikleri önemlidir. Darbe gerilimi koruma cihazının bağlanacağı güç dağıtım sistemini belirlendikten sonra, alınılması düşünülen farklı cihazlar şu özelliklere göre karşılaştırılmalıdır:

  1. Maksimum Sürekli Çalışma Gerilimi (MCOV): MCOV, cihazın dayanabileceği ve düzgün çalışmaya devam edebileceği maksimum voltajdır. Genel olarak, MCOV, nominal besleme voltajının en az %25 üzerinde olmalıdır, ancak ilgili standartlar tarafından çalıştırılır. Örneğin, 120 nominal volt cihazlar için tasarlanmış nVent ERICO SPD’lerin MCOV’si 170’tir ve 240 nominal volt sistemleri için SPD’nin MCOV’si 275’tir.
  2. Voltaj Koruma Derecesi (VPR) veya Voltaj Koruma Seviyesi: Voltaj koruma derecesi ve voltaj koruma seviyesi, sırasıyla UL ve IEC tarafından tanımlanan ve cihazın geçiş voltajı ile ilgili derecelendirmelerdir. UL 1449, cihaza 6kV/3kA kombinasyon dalga formu uygulayan ve voltaj koruma derecesini (VPR) belirleyerek voltajın geçmesine izin veren bir test içerir. IEC 61643-11 benzer bir teste sahiptir ve bunu voltaj koruma seviyesi (Yukarı) olarak ifade eder.
  3. Nominal Aeşarj Akımı (In) Değeri: Darbe gerilim koruma cihazlarının 8 uygulanan dalgalanmadan sonra hala çalıştığı 20/15μs’lik bir dalga şekliyle SPD üzerinden iletilebilen bir akımın tepe değeri olarak tanımlanır. UL 1449’a göre, üreticiler bu test için önceden tanımlanmış bir listeden (3ka, 5kA, 10kA veya 20kA) bir nominal deşarj akımı seçmelidir.
  4. Gösterge Durumu: Mekanik bir gösterge, LED veya uzaktan alarm olabilen durum göstergesi, basit bir geç/geçme göstergesi sağlar. Dalgalanma derecesi, birçok kişinin darbe gerilimi koruma cihazı spesifikasyonu için önemli bir faktör olarak gördüğü bir şeydir.
  5. Aşırı Akım Kapasitesi veya Maksimum Dalgalanma Derecesi: Üreticiler genellikle bu derecelendirmeleri, cihazın ömür boyu dayanıklılığının veya cihazın kaldırabileceği tek seferlik maksimum aşırı akım akımının bir göstergesi olarak listeler. Bu derecelendirmeler birçok üretici web sitesinde ve veri sayfasında görünse de UL veya IEEE bu derecelendirmeleri tanımlamaz. Bu, her üreticinin kendi test gereksinimlerini (varsa) oluşturmasına olanak tanır ve sonuçta onları daha az güvenilir performans göstergeleri haline getirir.

Not: IEC 61643-11’de tanımlanan isteğe bağlı bir Maksimum Deşarj testi vardır.

Darbe Gerilimi Koruma Cihazı Kullanım Alanları

Darbe gerilimi koruma cihazı, elektrik sistemlerinin ve elektronik ekipmanların olduğu her yerde rastlayabileceğimiz bir cihazdır. Bu cihazlar, ani ve yüksek gerilim darbelerini absorbe ederek, korunan sistemleri aşırı voltajdan kaynaklanan zararlardan korur. Darbe gerilim koruma cihazlarının kullanım alanları şunlardır:

  • Ev ve Ofis Elektroniği: Bilgisayarlar, televizyonlar, ses sistemleri, modemler, diğer ev ve ofis elektronik ekipmanları, darbe gerilimi koruma cihazları ile korunur.
  • Büyük Ticari ve Endüstriyel Tesisler: Fabrikalar, üretim tesisleri ve diğer büyük ticari alanlarda, darbe gerilimi koruma cihazları enerji dalgalanmalarına ve aşırı voltajlara karşı kullanılır. Bu cihaz sayesindeki, tesislerdeki hassas elektronik cihazlar ve kontrol sistemleri korunur.
  • Telekomünikasyon: Telefon merkezleri, iletişim altyapısı ve diğer telekomünikasyon sistemleri, darbe gerilimi koruma cihazları ile korunur. Bu cihazlar, iletişim ekipmanlarını şimşek, elektrik dalgalanmaları ve diğer enerji sorunlarından korur.
  • Hastaneler ve Sağlık Kuruluşları: Hastaneler ve sağlık kuruluşları, tıbbi ekipmanları ve bilgi sistemlerini korumak amacıyla darbe gerilimi koruma cihazları kullanır.
  • Veri Merkezleri: Veri merkezleri, sunucular, depolama sistemleri ve ağ ekipmanları gibi hassas bilgi teknolojisi altyapıları, darbe gerilimi koruma cihazları ile korunur. Bu cihazlar, veri kaybını ve sistem arızalarını önler.
  • Enerji İletim ve Dağıtım Sistemleri: Enerji şebekelerinde ve enerji iletim hatlarında darbe gerilimi koruma cihazları kullanılır. Bu cihazlar, enerji dalgalanmalarını ve şebeke dalgalanmalarını absorbe ederek elektrik hatlarını ve altyapıyı korur.
  • Ulaşım Sistemleri: Demiryolu, havaalanı, metro ve diğer ulaşım sistemleri, darbe gerilimi koruma cihazları kullanarak sinyalizasyon sistemleri, bilgi panoları ve diğer elektronik bileşenleri korur.
  • Güneş ve Rüzgar Enerjisi Sistemleri: Yenilenebilir enerji tesisleri, güneş panelleri ve rüzgar türbinleri gibi enerji üretim sistemlerinde de darbe gerilimi koruma cihazları kullanılır.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here