OG Sistemlerde Potansiyel Arızayı Gösteren 6 Kritik Ölçüm Parametresi
Orta gerilim (OG) sistemleri, yüksek akım ve gerilim seviyelerinde çalışan, enerji dağıtımının en kritik bileşenleridir. Bu nedenle oluşabilecek en küçük bir arıza bile yalnızca ekipman hasarıyla sınırlı kalmaz; üretim durmaları, enerji kesintileri, plansız bakım maliyetleri ve güvenlik riskleri gibi ciddi sonuçlara yol açabilir. OG sistemlerindeki birçok arıza, tam kopma veya kısa devre meydana gelmeden önce belirli ölçüm parametrelerinde anormallikler gösterir. Bu parametrelerin düzenli olarak izlenmesi, bakım ekiplerinin önleyici hamleler yapmasına ve sistemin kararlı çalışmasını sürdürmesine olanak tanır.
Kısmi deşarj sinyallerinden termal artışlara, akım-gerilim dengesizliklerinden transient analizlerine kadar geniş bir veri seti, OG sistemin sağlığını anlamak için kullanılabilir. Özellikle modern endüstriyel tesislerde dijitalleşmenin artmasıyla birlikte, bu parametrelerin gerçek zamanlı izlenmesi, arıza tahmini ve bakım planlamasında kritik bir rol oynamaktadır. Aşağıdaki başlıklar, OG seviyesinde ekipmanın performansını ve risk durumunu belirleyen en önemli altı ölçüm parametresini kapsamaktadır.
Kısmi Deşarj (PD) Sinyalleri ve Arıza Oluşumuna Etkisi
Kısmi deşarj (PD), OG sistemlerindeki izolasyon yapılarında meydana gelen minik elektriksel boşalmalardır. Yalıtım tamamen delinmeden önce oluşan bu mikro ark yapıları, ilerleyen dönemde büyük arızaların habercisi olarak kabul edilir. PD’nin oluşum mekanizması genellikle kablo izolasyonunda nem birikmesi, boşluk oluşumu, yüzey kirlenmesi veya yanlış sıkılmış ek noktaları gibi faktörlerden kaynaklanır. PD seviyesi yükseldikçe izolasyon malzemesinin dielektrik dayanımı düşer ve delinme riski artar.
PD ölçümlerinde yalnızca sinyalin şiddeti değil, tekrarlama frekansı, faz açısı ve sinyal türü de değerlendirilmelidir. PRPD (faz çözümlemeli PD analizi) yöntemi, PD’nin kaynağını tespit etmeyi kolaylaştırır. Örneğin kablo ek noktalarında görülen PD sinyalleri genellikle montaj hatalarını işaret ederken, baralardaki sinyaller yüzeysel kirlenme veya nem kaynaklı olabilir. PD’nin sürekli artış göstermesi, izolasyon yapısının ilerleyen dönemde tamamen çökebileceğini gösterir. Bu nedenle PD, OG sistemlerde en önemli erken uyarı parametrelerinden biridir.
PD’nin ihmal edilmesi, kablo izolasyon delinmesi, bara patlaması, hücre içi ark oluşumu gibi yüksek maliyetli sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle PD izleme, modern OG altyapılarının vazgeçilmez bir parçasıdır.
OG Hatlarında Akım-Gerilim Dengesizliklerinin Arıza Göstergesi Olarak Yorumlanması
Üç fazlı OG dağıtım sistemlerinde akım ve gerilim değerlerinin dengede olması beklenir. Fazlardan biri diğerlerinden belirgin şekilde farklı değerlere ulaşmaya başladığında bu durum yaklaşan bir arızanın göstergesi olabilir. Akım dengesizliği genellikle kablo eklerinde yüksek direnç, transformatör sargılarında hasar, bağlantı noktalarında gevşeme veya aşırı yüklenme gibi nedenlerle ortaya çıkar.
Gerilim dengesizliği ise farklı bir mekanizma ile gelişir. Uzun hatlarda gerilim düşümü, hat sonlarında dengesiz yüklenme, kompanzasyon devrelerinde fazların eşit çalışmaması ve harmonik yüklerin sisteme dağılması gibi nedenler, faz gerilimleri arasında sapmalara yol açar. Gerilim dengesizliği motor sürücülerinde tork kaybına, ısınmaya ve titreşime neden olur. Bu da ekipmanın ömrünün hızla kısalmasına yol açar.
Akım dengesizliği %5 sınırını aştığında transformatörlerde ve kablolarda ısıl kayıplar belirgin şekilde artar. %10’un üzerine çıktığında ise ekipman arızaları hızla görülmeye başlar. Bu nedenle OG analizörleri ile yapılan ölçümlerde RMS akım, faz-faz gerilim, nötr akımı ve dengesizlik yüzdesi periyodik olarak değerlendirilmelidir.
Dengesizlik hem akım hem gerilim tarafında görülüyorsa bu durum; kablo ek yerlerinde gevşek bağlantı, transformatör sargılarında kısmi kısa devre veya reaktörün manyetik doygunluğa yaklaşması gibi daha ciddi arıza ihtimallerini gündeme getirir.
Termal Artış, Baralar ve Kablo Eklerinde Gizli Riskler
Termal artış OG sistemlerinde sık karşılaşılan ancak çoğu zaman arızaya yol açana kadar fark edilmeyen bir sorundur. Aşırı ısınma genellikle baralardaki gevşek bağlantılar, kablo eklerindeki hatalı sıkma işlemleri, oksitlenme, kirlenme veya yüksek geçiş direnci kaynaklı olur. Özellikle OG kondansatör devreleri, reaktör bağlantıları ve harmonik yüklerin yoğun olduğu kompanzasyon panoları, termal artış açısından daha yüksek risk taşır. Termal kamera ölçümleri, bu gizli riskleri tespit etmek için en etkili yöntemlerden biridir.
Baralarda oluşan yüzeysel arklar bakırın yapısını bozar, yüzeyde çukurlaşma ve oksit tabakası meydana getirir. Bu durum direncin daha da artmasına ve sıcaklığın hızla yükselmesine neden olur. Harmonik akımların yükseldiği tesislerde baraların ve OG kondansatör bağlantılarının taşıdığı akım RMS değeri arttığı için ısıl kayıplar daha hızlı büyür. Kablo ek noktalarında ise hatalı presleme veya izolasyon altına giren nem, lokal sıcaklık yükselmelerine yol açar. Lokal sıcaklık bir süre sonra izolasyon malzemesinin karbonlaşmasına, ardından termal kaçak oluşumuna neden olur.
Termal artışı düzenli kontrol altında tutmak, ekipmanın arızaya geçmeden önce korunmasını sağlar. Bağlantı noktalarının periyodik sıkılması, oksitlenmiş yüzeylerin temizlenmesi ve kablo ek yerlerinin izolasyonunun yenilenmesi; ısı kaynaklı arızaların büyük kısmını önler. Özellikle harmonik seviyeleri yüksek OG sistemlerinde, reaktörlerin ve kondansatör gruplarının termal davranışının izlenmesi kritik öneme sahiptir. Termal kameraların loglama özelliği sayesinde sıcaklık değişim trendleri izlenerek gelecekte oluşabilecek arızalar tahmin edilebilir ve kompanzasyon sisteminde harmonik kaynaklı ısınmalar erken aşamada tespit edilebilir.
Harmonik, Flicker ve Transient Verilerinin Arıza Tahmininde Kullanılması
OG sistemlerde harmonik, flicker ve transient verileri; ekipman sağlığını ve sistem kararlılığını değerlendiren kritik göstergelerdir. Harmonikler, doğrultucu ve sürücü tabanlı sistemlerin yaygınlaşmasıyla birlikte OG seviyesinde önemli bir problem haline gelmiştir. Yüksek harmonik seviyeleri kabloların ve transformatörlerin aşırı ısınmasına, reaktörlerin doygunluğa girmesine ve kondansatörlerin erken arızalanmasına neden olur. Bu nedenle harmonik seviyelerinin sınır değerleri aşması, sistemde aktif bir problem yaşandığının göstergesidir.
Flicker verileri, gerilim dalgalanmalarının şiddetini ölçer. Sürekli yükselen flicker trendi, OG hatlarında gevşek bağlantı, büyük motorların aşırı yüklenmesi, kısa süreli yüksek güç talepleri, hat sonlarında gerilim çökmesi veya kompanzasyon reaksiyonlarının yetersizliği gibi sorunlara işaret edebilir. Flicker artışı tek başına bir arıza olmasa da yaklaşan bir problemin güçlü habercisidir.
Transient verileri ise ani gerilim darbelerini temsil eder. Yıldırım düşmesi, OG hücrelerinde anahtarlama işlemleri, kompanzasyon sisteminde rezonans tepkileri veya şebeke kararsızlıkları transient oluşumuna neden olabilir. Tek bir transient darbesi bile kablo izolasyonunu zayıflatabilir. Bu nedenle transient analizleri, özellikle kablo yaşlanmasının ve bara yüzey bozulmalarının erken teşhisinde önemli rol oynar.
Bu üç parametrenin birbirine entegre şekilde izlenmesi, OG sistemdeki arızaların kök nedenini doğru şekilde belirlemeyi sağlar. Enerji yönetim yazılımları sayesinde harmonik-flicker-transient davranışlarının zaman içindeki tüm değişimi takip edilerek ekipman ömrü boyunca arıza öncesi sinyaller net biçimde analiz edilebilir.
