Enerji, Şalt, Enerji Kalitesi, Pano, Trafo, Kablo, Motor, Kesintisiz Güç Kaynağı, Topraklama, Aydınlatma, Test-Ölçüm, Elektrik Proje-Taahhüt, Elektronik, dergi

Alçak Gerilim Panolarda Katlı Şalter Tasarımı

Burak ALTUN, Siemens

Özet

Alçak gerilim panolarında sahadaki mevcut yer ve mesafe koşulları nedeniyle çeşitli tasarım şekillerine ihtiyaç ortaya çıkmaktadır. Bu tasarım şekilleri pano içerisinde baraların pozisyonlarında, cihazların montaj yerlerinde ve pano boyutlarında karşımıza çıkmaktadır. Cihaz montajlarında özellikle son dönemde yer tasarrufu ve panoların kullanım kolaylığı önemli bir konu haline gelmiştir. Bunun en önemli sebeplerinden bir tanesi de bu sayede pano üzerinde ve yerleşim nedeniyle sahada oluşan maliyetlerin azaltılmasıdır. Cihaz sınıflarının en önemlilerinden biri olan açık tip şalterlerin montaj şeklinde de geçen süre içinde değişik alternatifler gündeme gelerek montaj tiplerinde çeşitlilik sağlanmaya başlanmıştır. Tasarımda son yıllarda geliştirilen alçak gerilim panolarında tek bir pano üzerinde birbirinden bağımsız 3 adet açık tip şalterin aynı anda montajına izin veren tasarım sistemi de bu ihtiyaca çözüm olmak amacıyla kullanılmaktadır.

  1. Giriş

Alçak gerilim pano sistemlerinde açık tip şalterlerin boyutlarının büyük olmasından dolayı genelde ayrı müstakil bir panoya tek bir şalterin montaj şekli uygulanmaktadır. Ancak son dönemlerde yeni pano tiplerinin üretiminin uygulanmaya başlaması ile aynı panoda 3 adet ayrı şalterin monte edilebildiği sistemler uygulanabilmektedir. Bu tasarım şekli ile 3 adet şalter için verilecek ayrı birer adet pano yapılması engellenerek sahada monte edileceği yerde ciddi bir yer tasarrufu getirmektedir. Bu durum da pano maliyetlerinin azaltılmasında ciddi bir rol oynamaktadır.

Resim 1: Alçak gerilim şalter panosunda bölmelerin görünümü
Resim 2: Alçak gerilim panosunda 3 katlı ACB dizaynı görünümü

  1. Tasarımı Ve Genel Görünümü

Normalde alçak gerilim açık tip şalter (ACB) panosu içerisinde bir adet açık tip şalterin tek bir panoya monte edildiği uygulamada pano bölümlendirmesi olarak yukarıdan aşağıya; sürekli iletken bölmesi, kumanda cihaz bölmesi, şalter bölmesi ve kablo bölmesi bulunmaktadır (Resim 1).

3 katlı şalter tasarımında ise üstteki kumanda cihaz bölmesi ve alttaki kablo tarafı bölmesine de şalter konumlandırılmasına izin vermektedir. Bu bölümlendirme 2200 mm yüksekliğindeki ve 600 mm genişliğindeki panolarda anabara pozisyonunun üstte olduğu ve kablo erişiminin arkadan olduğu durum için tasarlanabilmektedir. Kapıya monte edilecek olan ampermetre, sinyal lambası, buton, paket şalter gibi kumanda cihazları için ekstra bir kapak olmadığından dolayı eğer panoda var ise boş şalter bölmesi veya şaltersiz direk besleme olan bölmelerin kapağına veya hiç boş bölme yok ise yani her bölmelendirmede şalter bulunuyorsa şalter bölmesinin kapağına ekstra bir dizayn çalışması yapılarak cihaz oymaları yaptırılıp bu cihazlar monte edilmektedir. Burada önemli nokta kapıya monte edilecek olan cihazlara ayrılabilen kısmın az olmasıdır. Bu sebepten cihaz seçiminde ve tasarım esnasında bu durum dikkate alınmalıdır (Resim 2).

Raya veya saca montaj olan kumanda devresi cihazları için ekstra herhangi bir bölme olmadığından şalter bölmesinin sağ yan tarafında 90mm genişliğinde ve 450 mm yüksekliğindeki bir montaj sacına bu cihazlar konumlandırılır. Burada önemli nokta yer darlığıdır çünkü bu kısmın yan tarafında şalter bulunduğundan dolayı yardımcı cihazlar için kalan boşluk yeterli değildir. Bu sebepten proje tasarım esnasında cihazların bu bölüme sığmama olasılığı da hesaba katılarak cihaz seçimleri yapılmalıdır (Resim 3).

     

Resim 3: Katlı ACB panosunda kumanda cihaz bölmesi

Resim 4: Pano arkasındaki saha kablosu montaj bölümü

Sahada bu panolara bağlanacak olan kabloların montajı ise sadece panonun arka tarafından yapılabilmektedir. Kablo bölmesi de şalter yerleşimine ayrıldığı için bu bölme doludur. ‚ıkış kısmında sahada yüke giden kabloların bağlanacağı bakır kısımlar sadece arka kısımda konumlandırılabilmektedir. Ayrıca burada kabloların haricinde çıkış tarafında eğer akım trafosu gibi cihazlar da var ise bu cihazların montajı bu bölmede yapılmaktadır. Her faz için en fazla 1 adet akım trafosu montajı olabilmektedir. (Resim 4).

  1. Elektriksel Ve Mekaniksel Özellikler

Açık tip şalter panolarında uygulanabilen 3 katlı tasarım sistemi hem dağıtım tablolarının giriş şalterleri için hem de çıkış şalterleri için kullanılabilmektedir. Şalter giriş ve çıkışları bu tasarım şeklinde sabit dizayn ve çekmeceli dizayn şeklinde veya 3 kutuplu ve 4 kutuplu şalterlerin bir arada olabildiği durumlar için de uygulanabilmektedir. Eğer ilgili bölmeye bir şalter gelmeyecekse bu kısım boş bölme veya yardımcı cihaz bölmesi olarak da kullanılabilmektedir.

Tek bir panoda birbirinden bağımsız olarak bu bölmelerin birinde şalter, diğerinde boş bölme, bir diğerinde yardımcı cihazlar için kumanda bölmesi olarak da birbirinden bağımsız şekilde kullanılabilir. Burada tek şart şalter tipinin aynı olmasıdır. Yani eğer belli bir tipte açık tip şalter kullanılıyorsa tüm bölmelerde de bu tip şalter kullanılmalıdır. Ayrıca aynı anda giriş veya çıkış beslemesi olarak kullanılabilecek olan bu panolarda anabara yukarıda olmak kaydıyla akım taşıma kapasitesi arttıkça bara sayısı ve kesitindeki değişimden dolayı pano derinliği artmaktadır.

800 mm pano derinliği için anabara akım taşıma kapasitesi 3270A ve 1200 mm pano derinliği için (bara boyutlarındaki artıştan dolayı) anabara akım taşıma kapasitesi 6300A olur (Resim 5).

Resim 5: Panoda akım taşıma kapasitesine göre derinlik değişimi

Şalterlerin 2 adet veya 3 adet olarak birbiriyle mekanik kilitlemesinde kullanılan bowden kablosu da şalterlerin yukarıdan aşağıya diziliminden dolayı bu pano tipinde kolaylıkla uygulanabilmektedir. Sistem sabit şalter yapısına ve çekmeceli şalter yapısına karma olarak izin verdiğinden bu durumlarda da ayrıca sorunsuz kullanılabilir. Panoların iç bölmelendirmesinde form 1, form 3a, ve form 3b tasarlanabilir. IP koruma sınıflarında IP43 ve aşağısında havalandırmalı ve IP54 için havalandırmasız olarak seçim yapılabilmektedir. Saha kablo bağlantılarında pano arkasında 800 mm derinlik ve maksimum 1000A akım seviyesi için 4 adet 240 mm2 kablo kesitine, 1200 mm derinlikteki panolarda da 1000A ve 1600A akım seviyeleri için 6 adet 240 mm2 kablo kesitine olanak sağlamaktadır.

Panoların tasarımı bir program üzerinden yapılmaktadır. Bu tasarımlar tip testli ve IEC standartlarına uygun olarak dizayn edilmektedir. Bara kesitleri ve bu verinin etkilediği akım taşıma kapasiteleri de, şalter bölmelerinin tasarımından ve pano derinliği belli olduktan sonra ortaya çıkmaktadır. Maksimum akım taşıma kapasitesi aynı akımdaki veya farklı akım dağılımındaki bölmelerin dizilimine göre değişkenlik göstermektedir. Bu dizilimlere göre akım dağılımında farklı durumlar ortaya çıkmaktadır. İlk (versiyon A) durumda her 3 bölmede de aynı akım değerinde dağılım olabilir. İkinci (versiyon B) durumda en yüksek akım en üstte ve en düşük akım en alttadır. Son durumda da (versiyon C) en yüksek akım seviyesi en altta ve en düşük akım kısmı da en üstte olduğu durumdur. Her durumda ayrı ayrı olarak bu bölmelerdeki akım seviyelerinin, panodaki baranın toplam maksimum akım taşıma kapasitesini geçmemesi gerekmektedir (Resim 6).

Resim 6: 1200 mm panoda sıcaklık, havalandırma ve bölme dizilimine göre akım kapasiteleri

Bu sebeple en yüksek anma akımı seviyesindeki bölmeye göre bara sistemi tasarlanmaktadır. Bu seviyeler 800 mm derinliğinde pano için 3x1000A ve 1200 mm derinliğinde pano için de 3x1600A değerindedir. Ayrıca ortam sıcaklığı ve panonun havalandırmalı olup olmadığı durumlar için belli bir derecelendirme faktörüne göre akım taşıma kapasiteleri değişmektedir.

  1. Sonuç

Endüstriyel tesislerde değişken saha koşulları nedeniyle öngörülemeyen alan ihtiyaçları ve kolay kullanıma yönelik pano veya cihaz yerleşim ihtiyaçları çıkmaktadır. Alçak gerilim 3 katlı şalter panosu tasarımı bu konudaki ihtiyaçlara birebir çözüm üretmektedir. Bu tasarımın en önemli faydası 3 adet ayrı pano üretmek ve sahada bunları konumlandırmak yerine tek bir pano içerisinde bu şalterlerin montajının yapılmasıdır. Ayrıca operatör açısından da tek pano üzerinde kolay erişim sağlamaktadır. Bu durum toplam maliyetlerin azaltılmasına ve müşteri memnuniyetine önemli katkı sağlamaktadır.

Kaynakça