Sekonder Koruma

“Sekonder Koruma” terimini yanlış mı biliyoruz?  

Bu metin yazılmaya başlandığında hedef, aşırı akım rölelerinin ayarlanmasında meslektaşların daha cesur olmasına yönelik birkaç kelam etmekti, ancak daha ilk paragraftan yazının rotası değişti. Kulak tırmalayıcı “sekonder koruma” terimini acaba dilimize yanlış mı oturtmuştu meslektaşlar?  

Bir transformatör üstüne konuşulurken sekonder dendiğinde genel olarak -örneğin 400 V bir- transformatörün çıkışı, ikinci tarafı akla geliyorken; sekonder teriminin İngilizce karşılığı, tali, ikincil (birincil olmayan) manasında iken bizim bildiğimiz "sekonder koruma" terimi kafa karıştırıcı idi. Türkçe ’ye yerleşen manada kastedilen, enstrüman akım transformatörünün sekonderi ve bundan alınmış bilgi ile koruma rölelerine bırakılan, açtırma ekipmanını tetikleme kararıdır. Yabancı literatürde aynı tetikleme işi ANSI kodları (50-51-50N-51N) ile açıklanır ve aşırı akım koruması olarak geçer. Sekonder koruma terimi, primer korumaya arka çıkan (back-up) destek koruma anlamında geçmektedir. Burada belki de dilimizde, uluslararası literatür ile çelişen bir duruma ilk kez dikkat çekiyor olabiliriz.

Türkçe web sayfalarında, röle üreticilerinin jargonunda, “sekonder koruma” hep yukarıdaki manası ile kemikleşmiş durumda: Akım trafosunun sekonderini kullanarak yapılan koruma. Peki “primer koruma” nedir? Sekonder (x/5A) olmayan, doğrudan tüm akımın üzerinden geçtiği OG sigortasının (fuse) sağladığı koruma, primer diye biliniyor. Oysa sigorta da akım trafosu da transformatörün primer tarafında yerleşik, yine kafa karıştırıcı. Web aramalarında “zati koruma” diye çıkan, termostat, Bucholz, basınç korumalarını da kapsayan aygıtlar “özel koruma” olarak anıla gelmiş. Niye özel? “Özel” sıcaklık koruması olmayan büyük transformatör var mı? Yalnız özel siparişlerde mi bu korumalar var? Hayır! Bunlar, aşırı akım rölesinin ve akım trafosunun “insafına” kalmadan, net biçimde açma sinyalini kendisi üretebilen, güvenilir aygıtlar.

Tam da bu noktada tezimi açıklama zamanı. Avustralya kaynaklı bir makalede de anlatıldığı üzere, transformatörün tankından, aracısız bilgi alan, termostat, Bucholz vb. röleler, onu doğrudan koruyan birincil-primer korumalardır. Biz bunları zati-özel koruma olarak biliyoruz. Peki ikincil olarak kime güvenelim de transformatörümüz korunsun? Yine aynı makalede yazar, ikincil olarak, AG taraftaki büyük devre kesicinin açmasına daha çok güvenebileceğimizi belirtmektedir. Buna itirazımız olamaz. O devre kesicinin seçimini de transformatör verileri bağlar. Üçüncül olarak da primer taraftaki aşırı akım koruması transformatörü korur. Bu bakış açısıyla sekonder (ikincil) koruma olarak dilimize yerleşmiş olanın, gerçekten de birincil bir koruma olmadığı, başka korumaları tamamlayan -ama en başta olmayan- bir metot olduğu apaçıktır (ama biz onu akım trafosunun sekonderi biliyorduk!). Sanki o en baştaki röleye ikincil koruma olmayı yakıştıramamışız öyle değil mi? O röle primer taraftan aşırı akım, kısa devre koruması yapar, en başta olması sekonder olmasına engel değildir. Sekonder koruma rölesi yerine "koruma rölesi", "aşırı akım koruma rölesi" terimlerini yerleştirmek gerekir.  Şimdilerde sık kullandığımız, PNC, Siemens, SEPAM, Easergy vb. akıllı röleleri ve bunların haiz oldukları ANSI yetenekleri düşündüğünüzde, “kuru” bir “aşırı akım rölesi” terimi de basit kalacaktır. Transformatör koruma rölesi de denilemez zira bunlar ile hat da korunur dev motorlar da. Dilimizin zenginliği ve kelime türetme yeteneği ile övündüğümüze göre bir karşılık bulabiliriz. Ya da yine aynı isim olsun ama sekonder gerçekte neymiş fark edelim.

Sekonder koruma terimi, hatalı bir karşılık verilerek dilimize girmiştir. O kadar işi arasında matematik kitabı yazan Gazi'nin gösterdiği özen gibi terimlere özenelim. Biz bu transformatör koruması işinde, terimde olduğu gibi bir yerlerde yanlış yapıyor olabilir miyiz? Transformatör çıkışından şaltere kadar olan ve çoğunda hatalı döşediğimiz kabloları hangi ekipman koruyor, hiç düşünüyor muyuz? Bir başka primer koruma elemanı olan diferansiyel korumayı, kabloyu da koruyacak biçimde neden yaygınlaştırmıyoruz? Bu konuya devam edeceğiz gibi görünüyor.  

(edit: Sn. Nejat Cahit Hocama saygılar- 300'e yakın sayfa ziyareti) 

(edit: birkaç tümcede rütuş yapıldı)

TS EN 60364-7-702

Manisa’daki Trajediden Ders Almak: Havuzlarda Elektrik Güvenliği ve 60364-7-702 Standardı

Geçtiğimiz haftalarda Manisa’da yaşanan, kamuoyunu derinden sarsan trajik olay hafızalarda taze ama unutup önümüze bakacağız ne yazık! Sevilen, seçilmiş başkan, bir havuzun makine dairesinde var olan elektrik kaçağı sonucu hayatını kaybetti. İlk bakışta talihsiz bir "kaza" gibi görünse de bu tür olaylara bir mühendis gözüyle baktığınızda başka bir gerçeklik ortaya çıkıyor: Tıpkı İzmir vakasında olduğu gibi ölümler bilgi eksikliği, denetimsizlik ve ihmalin sonucudur.
Olay yeri bir havuzun makine odası olduğuna göre, ortamda yüksek nem, su ile temas ihtimali yüksek cihazlar, metal gövdelere sahip pompalar ve panolar, ve çoğu zaman çalışıyorsa “güvenlidir” sanılan elektrik sistemleri vardır. Tam da bu nedenle, TS EN 60364-7-702 standardının (ve benzer bir dolu standardın) varlığı bir lüks değil, hayati bir zorunluluktur.

Bu Standart Neyi Kapsar, Neden Var?

IEC 60364 standardının parçası olan bu alt bölüm, yüzme havuzları ve benzeri ıslak hacimlerdeki elektrik tesisatının nasıl yapılması gerektiğini açıkça tanımlar. Sadece havuzun içi değil, çevresi ve suya yakın tüm bölgeler bu kapsamdadır.

 

Bu satırların yazarının turizm yapıları ile tanıştığı 90'larda bile yüzme havuzlarında yerleşmiş olan kural, havuz içi aydınlatmaların 12 V ile çalıştırılmasıdır. Buna uymayan pek olmaz ama 7-702 alt bölümü bunla da yetinmeyip 12 V güvenli gerilimin üretildiği kaynağın da yeterince uzakta olmasını ister. Bunu sağlayamayan veya düşük gerilim kaynağının güvensiz olduğu havuzlar daha çoktur. Sualtı aydınlatma armatürünün EN 60598-2-18 şartlarını sağlaması da istenir. Bir site yöneticisi havuza armatür sipariş edecekse bu kurala değil fiyatına dikkat eder, aman dikkat!  

 

60364-7-702’nin Temel Kuralları (*)

Standardın en dikkat edilesi kısmı “zonlama” yani bölgelendirme ilkesi ve düşük gerilim mecburiyetidir. Havuz ve çevresi, Zone 0, Zone 1, Zone 2 olarak 3 bölgeye ayrılır. Her bölgeye yerleştirilebilecek cihazların tipi, IP koruma sınıfı, gerilim sınırı kuralda açıkça belirtilmiştir.

Örneğin:

Zone 0: Su yüzeyinin içi ve taşma bölgesi. Burada sadece SELV ile çalışan (güvenli ekstra düşük gerilim, maks. 12 VAC veya 30 VDC) cihazlar kullanılabilir.
Zone 1: Havuz kenarından 2 metreye kadar olan alan. IPX4 koruma sınıfı ve RCD zorunluluğu vardır.
Zone 2: Daha geniş çevre, yine benzer koruma kriterleri ile sınırlıdır.

 

Havuzu temizlemek için kullanılan elektrikli ekipmanlar ancak havuz boşken kullanılabilir ve 30 mA duyarlılıkta röle ile korunmalıdır. 

 

Zone 0 ve 1 içine, prizler dahil hiçbir dağıtım tablosu veya kontrol tablosu konamaz.  

 

Bu acı vakadan ders çıkaran bir sitenin havuzunda yaptığımız incelemede, makina dairesi kapısının herkesçe açılabilmesi ve 20 cm suyla kaplı oluşu, kontrol panosunun uygunsuzluğu, havuzun parsel sınırında yapılmış olması nedeniyle komşu parselden gelebilecek risklere açık oluşu ve sınır duvarı üzerindeki çevre aydınlatma armatürleri gibi uygusuzlukları yakalamak şaşırtıcı olmadı.  

 

 

Makine Dairesi

Bir yüzme havuzu deyince akla genellikle mavi sular, şezlonglar, çocuk kahkahaları gelir. Ancak bu eğlencenin arkasında çalışan elektrikli sistemlerin varlığı çoğu zaman göz ardı edilir. Özellikle havuzların makine daireleri, suyla temas etmiş cihazların bulunduğu, metal aksamın bol olduğu, nemin sürekli olduğu, hatta zaman zaman zeminlerde su birikintilerinin oluştuğu yerlerdir.
Bu tip bir ortamda, herhangi bir izolasyon hatası, gevşek bir terminal, nemden dolayı oluşan yüzeysel kaçaklar veya eksik topraklama—her biri ölümcül sonuçlar doğurabilir. Ve genellikle bu bölgeler, "çalışıyor mu?" mantığıyla bakılıp geçilen, kullanıcıya değil yalnızca bakım personeline açık olan sahalardır.

 

Havuzlar, "denge deposu", pompa ve filtre odasını da içine alan bir makine dairesi ile birlikte inşa edilirler. Denge deposu, taşmadan gelen suyun biriktirilmesinde ve sirkülasyon pompasının emiş yapacağı hazne olarak görev yapar. Havuzun berraklığı, pompa(lar), kum vb. filtreler, kimyasal katkılar vs ile sağlanır. 7-702'de makine dairesi ile ilgili özel kurallar yoktur zira burası genel elektrik standartları ile zaten korunmalıdır. Yani doğrudan ve dolaylı temasa karşı önlemler ihmal edilemez. Bu odada çalışan operatörün ayağı suya değecekse -kuşkusuz giyilen ayakkabı ve ekipmana bağlı olarak- alınan riskler değişir. "İçeri sürekli çizmeyle giriyoruz" diyemezsiniz zira su ve sürekli nem tüm ekipmanın ömrünü kısaltır ve riskleri büyütür. Bu oda iyi havalandırılmalıdır zira genelde kimyasalların bulunduğu odalardır. Odanın topraklama sisteminin sürekliliği test edilmeli, sadece ölçülen değere değil, bağlantı güvenliğine de odaklanılmalıdır. Korozyon, var sanılan bağlantıları koparabilir. Eşpotansiyel dengeleme, tüm açıktaki metal kısımların aynı potansiyele getirilmesi gerekir. Odanın etkin bir biçimde aydınlatılması riskleri azaltacaktır. Böyle bir odada, öncelikle açıkta tehlikeli gerilim taşıyan bir iletken bırakamazsınız. Bu "doğrudan temasa" karşı koruma demektir. Sonra, normalde elektrik olması beklenmeyen metal, iletken kısımlarda tehlikeli gerilim oluşmayacağını garanti edersiniz, işte bu da "dolaylı temasa" karşı korumadır. Bunun için bilindiği üzere en etkili silahımız toprak kaçağı röleleridir (RCD). 30 mA eşikli, sıkça fonksiyon testi yapılan bir röleniz var mı? Bu odanın tüm enerjisi bundan veya varsa partnerlerinden geçmelidir.  

Elektrik kaçaklarını mümkün olduğunca önlemek, kaçak oluştuğunda zarar vermeden devreyi kesmek, insanların doğrudan ya da dolaylı temas durumunda hayatta kalmalarını sağlamak. Tüm bu amaçların gerçekleşebilmesi, proje aşamasından devreye almaya kadar her adımda standartlara bağlı kalınmasına bağlıdır. Ne yazık ki bu, çoğu zaman teoride kalıyor.

Teoriden Pratiğe Geçmeyen Standartlar

Sahadaki en büyük sorunlardan biri, bu standartların çoğu zaman ya hiç bilinmemesi ya da sadece proje çizim aşamasında “gözükmesi” ama uygulamada takip edilmemesidir. Denetim mekanizması ya zayıftır ya da sadece görünüştedir. Ve sonuçta karşımıza çıkan tablo: Görünüşte çalışan ama içinde ölümcül kusurlar taşıyan bir sistem.

 

Manisa’da Ne Oldu?

Olayın tüm teknik detayları kamuoyuna yansımadı. Su sızıntısıyla temas etmiş izolesiz bir bağlantı, gövdesi enerjilenmiş bir motor ya da pano, RCD’nin olmaması veya bozuk olması, gövde topraklamasının olmaması, zemin yalıtımı eksikliği veya yanlış montaj... Hangisi olursa olsun, sonuç ortada, daha acısı: Bu ölüm büyük ihtimalle tamamen önlenebilirdi.
Artık “Olduktan Sonra” Değil, “Olmadan Önce” Müdahale Zamanı

 
Tesis yöneticileri, belediyeler, apartman yöneticileri ya da işletmeciler… Bir havuzunuz varsa, artık şu soruyu kendinize sormak zorundasınız:
“Tesisimizdeki elektrik sistemi 60364-7-702 standardına uygun mu?” 

Yanıtınız "emin değilim" ise bu eşittir "HAYIR"dır. Emin olmanın yolu:
Yetkili bir mühendise tesisinizi denetletmek, kaçak akım röle testlerini yaptırmak, topraklama sürekliliğini doğrulamak, eşpotansiyel bara kontrolü yaptırmak, standartlara uygunluk raporu almak.

 
Bu işlemler bir maliyet değil, bir hayat sigortasıdır.
Son Söz
Manisa’da yaşanan acı olay, sadece yerel bir trajedi değildir. Bu ülkedeki binlerce havuzun, süs havuzunun, aquaparkın, spa merkezinin, otelin ve belediye tesisinin aynı riskleri taşıyıp taşımadığını sormamız gerekiyor.
Hayat, "çalışıyor gibi görünen" sistemlere emanet edilmez.

 

*Meslektaş Sn Ali Fuat Aydın'ın odanın sitesindeki yazısından benim faydalandığım gibi siz de faydalanabilirsiniz.  

**Meslektaş Sn Sabri Günaydın'ın yazısından da faydalanılabilir.  

Termik Manyetik Şalter Denince Ne Anlıyoruz, Ne Anlamalıyız?

Mısır'da bir şantiyede çalışma fırsatı bulanlar iyi bileceklerdir. İş güvenlik(!) standartları en az piramitler kadar yüksektir. Yandaki görselde bir şantiyede çalışan işçilerin matkaplarını, harç mikserlerini, kesme taşlarını vb. bağladıkları elektrik kat panosu(!) görülebilir. Bir tahtaya tutturulmuş paslı iki çiviye kendi seyyar iletkenlerinizi sarıp güvenle(!) işinize başlarsınız. 

Türkiye'de elektrik tesisat kalitesi neyse ki Avrupa'nın rehberliğinde sürekli gelişmektedir. TSE'nin, eleştirilecek çok yönü olsa da tercüme standartlarla sektöre kalite getirdiği söylenebilir. Ama piyasada bazı kalıplaşmış eksik yada hatalı "jargon" kök saldığı derinlerden sökülemiyor. "Gecikmeli sigorta", "W-otomat", "TMŞ" terimleri bunlardandır. İhitiyacınızı, orijinal ismi ile satıcıdan isterseniz, yüzünüze garip garip bakılabilir. Mesela "evime, B 16 A, 6 kA minyatür devre kesici (MCB)" alacağım derseniz bir tereddüt ve yandaki arkadaşa da danışma sonrası teklif edilecek ürün, büyük ihtimalle "ekonomik" 3 kA, C 16 A "W-otomat" olur. B tipi stok tutmak nedense işlerine gelmez. Önerilen herkes C'yi alır gider. Evlerde B tipi şartı varmış ne gam!

Sigorta - Mini Devre Kesici - Kompakt Şalter

Siemens, Schneider, ABB gibi dünya devlerinin Türkiye'de fiyat listelerinde MCB, "anahtarlı otomatik sigorta" diye geçer oysa "mini devre kesici" (MDK diyelim) daha kısa ve daha doğru bir isimdir. Sigorta dünyada, İngilizce fuse olarak geçer ve kullan-at bir üründür. Sigorta kelimesini MCB için kullanmak tartışmalıdır. Türk elektrik ustası sigortadan nefret eder, MDK'ya bayılır. Elektrik piyasası eriyen telli sigortayı "tu kaka" ilan edip öyle derine gömmüştür ki sanki "otomatik sigorta" çıkalı gerçek sigorta piyasadan tamamen kalkmıştır. Eski(!) teknolojidir. Nice büyük toptancılar kartuş sigortayı stok bile tutmaz. Fırsatını bulan elektrik pano imalatçısı, kompanzasyon panosundaki NH'ı, otomata yada "TMŞ" ye döndürüverir.

 

Sigortanın kullan-at oluşu sinir bozucudur ama MDK da inanılanın aksine sonsuz ömürlü bir ürün değildir. Kısa devreye maruz kalan MDK, kesme yeteneğinden kaybeder. Kontak direnci artabilir, daha fazla ısınır, iki ya da daha fazla kısa devreden sonrakinde  açamayıp yapışabilir. 6 kA B/C tipi bir MDK'nın 3-5 büyük kısa devreyi açması sonrasında değiştirilmesi önerilir. MDK'nın bir görev sayacı olmadığına göre elinizdeki ürünün kalan yeteneğini kestirmeniz imkansızdır. 

 

Türk elektrik piyasası, kompakt devre kesiciyi (MCCB) "TMŞ" olarak bilir. Termik manyetik şalterin baş harflerini al, 100-125 A üzerinde, projede her lazım olan yere yaz. En niteliklidir diyeceğiniz proje firmalarının bile çizimlerinde TMŞ ibaresini görmek hakikaten acıdır. Kısa devre hesabına göre devre kesici ebatlaması ve tip seçimi (B-C-D) yapılmış projeye rastlamak çok enderdir. O işler panocunun işidir, onun insafına(!) kalmıştır.

Literatürde Devre Kesiciler 

İngilizce  literatürde devre kesiciler "circuit breaker" olarak bilinir, toprak hatasına karşı koruma yapabilenleri ayrı tutarsak, devre kesicinin yeteneği termal etki ve manyetik etkiden gelir, çoğunlukla iki yetenek aynı gövdede birleştirilip kullanılırken tek tip kullanım da vardır (örneğin manyetik tiple yangın pompası sürmek).  

Yapılan temel hata şudur ki: termik manyetik koruma yapma yeteneği sadece TMŞ ile kastedilen kompakt şaltere has değildir. 2 A minyatür olan da; 4000 A açık tip olan da akımın termik ve manyetik etkilerini kullanarak devreyi açar. TMŞ ana kümesi sigorta hariç hepsini kapsar.

Termik-manyetik tanımı, devre kesicinin iki farklı fiziksel etkiyi kullanarak, yayla kurulmuş bir açtırma tertibatını tetiklemesi ve devreyi açtırmasından gelir. Elektronik olmayan, geleneksel devre kesicinin içinde, -kontrol altında tutulmak istenen- akım iki farklı ortamdan seri olarak geçirilir. Bu ortamlardan biri, açma kararını geçen akımın ısıl etkisi ile  fiziksel olarak; diğeri geçen akımın manyetik etkisi ile (entegre edilmiş bir bobinle) yine fizikesel olarak verir. Manyetik açma kararı, geçmesine müsaade edilen akımın 2 (A tipi) ila 20 (D tipi) katı kadar büyük bir akımın geçmesi ile ani olarak üretilirken, termik açma kararı daha düşük akımların (mesela akımın 1,3 katı) daha uzun süre (dakika mertebesi) geçmesi ile üretilir. Yani manyetik açma kararı daha "ani" olurken termik açma kararı "gecikmelidir". Modern, elektronik açtırma üniteli devre kesicilerde ise tüm kararlar elektronik olarak verilir, termik akım eşiği, açma gecikmesi, manyetik açma katsayısı vb. parametreler LSI tipi elektronik ünitelerde elle ayarlanabilir. LSIG tip elektronik ünitelerde ise G harfi toprak hata korumasının da sunulduğunu gösterir.  

Aşağıda minyatür devre kesiciler (MCB) için akım zaman açma eğrisi verilmiştir (kaynak: ABB) Eğrinin alt kısmındaki manyetik açma bölgesinde B-C-D tiplerinin farkına ve ani tepkisine; en sol üstte termik açma bölgesinde, nominal akımın 1,13 katı akım varken (Inx1,13) bir saat bile geçse açma olmayacağına dikkat edilmelidir (alternatif akım AC). Inx1,5 iken açma 20 saniyede; Inx2 iken 6 saniyededir.