Orta ve yüksek gerilim elektrik sistemlerinde kullanılan devre kesicilerin görevi yalnızca elektrik devresini açıp kapatmak değildir. Bir arıza meydana geldiğinde kesicinin belirlenen süre içerisinde güvenilir şekilde açması ve üç fazdaki kontakların birbirine yakın zamanlarda hareket etmesi gerekir.
Kesicinin mekanik yapısında, açma-kapama bobinlerinde veya kontak mekanizmasında oluşabilecek küçük bir problem bile çalışma süresini değiştirebilir.
Bu nedenle devre kesicilerin bakım ve devreye alma çalışmalarında gerçekleştirilen temel kontrollerden biri devre kesici zamanlama testi, diğer adıyla circuit breaker timing testidir.
Bu test sayesinde kesicinin:
- açma süresi,
- kapama süresi,
- fazlar arasındaki zaman farkı,
- kontak hareket sırası
hassas biçimde ölçülebilir.
Bu amaçla kullanılan farklı saha çözümleri Unitek Elektrik’in Circuit Breaker Analyser ürün grubunda incelenebilir.
Devre Kesici Nedir?
Devre kesici, elektrik sistemindeki akımı normal çalışma veya arıza koşullarında kontrollü biçimde kesebilen anahtarlama elemanıdır.
Enerji sistemlerinde kesiciler;
- trafo merkezlerinde,
- üretim tesislerinde,
- dağıtım sistemlerinde,
- endüstriyel panolarda
kullanılabilir.
Kesici normal işletmede devreyi açıp kapatabileceği gibi kısa devre veya başka bir arıza durumunda koruma rölesinden aldığı komutla sistemi hızlı şekilde ayırır.
Bu nedenle kesicinin çalışma süresi koruma sisteminin toplam tepki süresinin önemli bir parçasıdır.
Devre Kesici Zamanlama Testi Nedir?
Zamanlama testi, devre kesicinin açma veya kapama komutunu aldıktan sonra ana kontaklarının ne zaman konum değiştirdiğini ölçer.
Örneğin kesiciye açma komutu uygulandığında test cihazı:
Komut başlangıcı → Kontağın açılması
arasındaki süreyi ölçer.
Benzer şekilde kapama testinde:
Kapama komutu → Kontağın kapanması
arasındaki süre belirlenir.
Sonuçlar genellikle:
ms – milisaniye
cinsinden ifade edilir.
Modern devre kesici analizörleri aynı anda birden fazla kontağı izleyerek fazlar arasındaki zaman farkını da hesaplayabilir.
Açma Süresi Nedir?
Açma süresi, trip komutunun uygulanmasıyla ana kontağın elektriksel olarak açıldığı an arasındaki süredir.
Örneğin:
Trip komutu: 0 ms
L1 kontak açılması: 42,3 ms
L2 kontak açılması: 42,8 ms
L3 kontak açılması: 43,0 ms
olarak ölçülebilir.
Bu örnekte fazlar birbirine oldukça yakın sürelerde açılmıştır.
Ancak sonuç:
L1: 42 ms
L2: 43 ms
L3: 55 ms
şeklinde olursa üçüncü fazın mekanik veya elektriksel davranışı daha ayrıntılı incelenmelidir.
Kapama Süresi Nedir?
Kapama süresi, close komutunun uygulanması ile ana kontağın kapalı konuma geçmesi arasındaki süredir.
Kesici kapatıldığında bütün fazların mümkün olduğunca kontrollü ve birbirine yakın zamanlarda kapanması beklenir.
Örneğin:
L1: 61,2 ms
L2: 61,8 ms
L3: 62,0 ms
gibi sonuçlar elde edilebilir.
Kesicinin üretici değerleri veya geçmiş test sonuçlarıyla karşılaştırma yapılarak mekanik performans değerlendirilir.
Fazlar Arasındaki Zaman Farkı Neden Önemlidir?
Üç fazlı kesicide fazların aynı anda hareket etmesi ideal olsa da gerçek sistemlerde küçük zaman farklılıkları bulunabilir.
Bu farka pole discrepancy veya fazlar arası zaman farkı denilebilir.
Örneğin en erken açan kontak:
40,5 ms
en geç açan kontak:
43,0 ms
ise aradaki fark:
2,5 ms
olur.
Bu farkın kabul edilebilir olup olmadığı kesici üreticisinin teknik verilerine ve bakım prosedürüne göre değerlendirilmelidir.
Fazlar arasındaki sürenin zaman içerisinde artması mekanik sistemde gelişen bir probleme işaret edebilir.
Zamanlama Testi Neden Yapılır?
Devre kesicilerin içerisinde;
- yay mekanizması,
- mil ve bağlantılar,
- hareketli kontaklar,
- açma bobini,
- kapama bobini,
- yardımcı kontaklar
gibi çok sayıda mekanik ve elektromekanik bileşen bulunur.
Bu elemanlarda;
- sürtünme artışı,
- mekanik aşınma,
- yağlama problemi,
- bobin problemi,
- bağlantı gevşemesi
oluşursa çalışma süresi değişebilir.
Zamanlama testi bu değişimlerin belirlenmesine yardımcı olur.
Devre Kesici Analizörü Nasıl Çalışır?
Devre kesici analizörü kesicinin ana kontaklarına test bağlantıları yapar.
Aynı zamanda:
- açma komutu,
- kapama komutu,
- yardımcı kontaklar
izlenebilir.
Test başladığında cihaz bütün kanalları ortak bir zaman tabanında kaydeder.
Böylece her kontağın;
- ne zaman açıldığı,
- ne zaman kapandığı,
- diğer kontaklara göre ne kadar geciktiği
hesaplanabilir.
Örneğin CIBRE-60B BLUE 6 Kontaklı Devre Kesici Analizörü, altı kontaklı kesicilerin zamanlama testlerinde kullanılmak üzere tasarlanmış saha tipi çözümlerden biridir.
3 Kontak ve 6 Kontak Analizörü Arasındaki Fark Nedir?
Basit bir üç fazlı kesicide üç ana kontak izlemek yeterli olabilir.
Bu durumda üç kontak kanallı analizör kullanılabilir.
Daha karmaşık kesicilerde ise her fazda birden fazla kesme noktası bulunabilir.
Bu durumda:
3 faz × 2 kontak = 6 kontak
aynı anda izlenmek istenebilir.
Bu nedenle analizör seçerken yalnızca kesicinin faz sayısına değil, aynı anda ölçülmesi gereken toplam kontak sayısına bakılmalıdır.
Aynı Anda Ölçüm Neden Önemlidir?
Kontaklar tek tek ölçülürse farklı test çevrimlerinde mekanik davranış küçük değişiklikler gösterebilir.
Bu durumda fazlar arasındaki gerçek zaman ilişkisini görmek zorlaşır.
Bütün kontakların aynı çalışma sırasında ölçülmesi:
- gerçek zaman farkının belirlenmesini,
- faz senkronizasyonunun görülmesini,
- mekanik davranışın daha doğru karşılaştırılmasını
sağlar.
Bu nedenle çok kontaklı kesicilerde yeterli sayıda eş zamanlı giriş önemlidir.
Open Testi Nedir?
Open testi kesicinin kapalı konumdan açık konuma geçişini inceler.
Test sırasında açma bobinine komut uygulanır.
Analizör:
- komut başlangıcını,
- kontakların açıldığı anı,
- fazlar arasındaki farkı
kaydeder.
Açma süresinin geçmiş ölçümlere göre uzaması açma mekanizmasında veya trip bobini devresinde problem olabileceğini gösterebilir.
Close Testi Nedir?
Close testinde kesici açık durumdan kapalı duruma geçirilir.
Kapama bobinine komut uygulandığında cihaz ana kontakların kapanma zamanını kaydeder.
Kapama süresindeki değişiklik;
- yay mekanizması,
- bobin,
- mekanik bağlantılar,
- sürtünme
gibi faktörlerden kaynaklanabilir.
Open-Close Testi Nedir?
Bazı koruma senaryolarında kesicinin açtıktan kısa süre sonra tekrar kapanması gerekebilir.
Bu davranışın test edilmesi için:
Open → Close
sekansı uygulanabilir.
Analizör iki işlem arasındaki süreyi ve her aşamadaki kontak hareketlerini kaydeder.
Bu tip sekanslar kesicinin gerçek koruma ve otomatik tekrar kapama davranışının değerlendirilmesine yardımcı olabilir.
Close-Open Testi Nedir?
Close-Open testinde kesici kapatıldıktan kısa süre sonra tekrar açılır.
Bu senaryo;
- kesicinin mekanik tepki süresinin,
- trip mekanizmasının,
- hızlı çalışma davranışının
değerlendirilmesinde kullanılabilir.
Test prosedürü kesici tipine ve üretici gereksinimlerine göre oluşturulmalıdır.
O-CO ve CO Testleri Ne Anlama Gelir?
Devre kesici testlerinde farklı çalışma sekansları kullanılabilir.
Örneğin:
O: Open
C: Close
CO: Close-Open
O-CO: Open – belirli süre – Close-Open
şeklinde ifade edilebilir.
Bu sekanslar özellikle otomatik tekrar kapamalı yüksek gerilim kesicilerinin mekanik performansının değerlendirilmesinde önemlidir.
Test cihazının gerekli çalışma sıralarını programlayabilmesi saha testlerini kolaylaştırır.
Kontak Bounce Nedir?
Bir mekanik kontak kapandığında her zaman tek hareketle tamamen sabit konuma geçmeyebilir.
Kontak yüzeyleri kısa süre içerisinde:
kapan → açıl → tekrar kapan
şeklinde küçük mekanik titreşimler gösterebilir.
Bu olaya contact bounce, yani kontak sıçraması denir.
Bazı uygulamalarda bounce süresi ve davranışı kesicinin mekanik durumuyla ilgili bilgi sağlayabilir.
Normalden uzun veya düzensiz kontak sıçraması;
- mekanik aşınma,
- yay problemi,
- kontak yüzeyi problemi
gibi konuların araştırılmasını gerektirebilir.
Pre-Insertion Resistor Nedir?
Bazı yüksek gerilim devre kesicilerinde ana kontak kapanmadan kısa süre önce devreye giren direnç kontakları bulunabilir.
Bu dirençler anahtarlama sırasında oluşabilecek geçici olayları sınırlandırmaya yardımcı olur.
Bu tür kesicilerde yalnızca ana kontak zamanlamasını ölçmek yeterli olmayabilir.
Ana kontak ile direnç kontağı arasındaki zaman ilişkisi de analiz edilmelidir.
Bu nedenle cihazın kanal yapısı ve ölçüm özellikleri test edilen kesiciye uygun seçilmelidir.
Yardımcı Kontaklar Neden Ölçülür?
Kesicilerde ana güç kontaklarının yanı sıra kontrol ve koruma sistemleri için kullanılan yardımcı kontaklar da bulunabilir.
Örneğin:
52a ve 52b
olarak adlandırılan yardımcı kontaklar kesicinin açık veya kapalı konum bilgisini kontrol sistemine iletebilir.
Ana kontak ile yardımcı kontak arasında beklenmeyen zaman farkı oluşursa kontrol veya sinyalizasyon sisteminde problem meydana gelebilir.
Bu nedenle kapsamlı kesici analizinde yardımcı kontakların zamanlaması da değerlendirilebilir.
Trip Bobini Nedir?
Trip bobini, koruma sisteminden gelen açma komutunu mekanik harekete dönüştürür.
Bobine enerji verildiğinde kesici açma mekanizması serbest bırakılır ve ana kontaklar açılır.
Trip bobininin;
- düşük besleme gerilimi,
- elektriksel bağlantı problemi,
- mekanik takılma
gibi sorunları kesici açma süresini etkileyebilir.
Bu nedenle zamanlama sonucunda anormal gecikme görülürse yalnızca ana kontaklar değil açma kontrol devresi de incelenmelidir.
Close Bobini Nedir?
Close bobini kesicinin kapama mekanizmasını harekete geçirir.
Bobin doğru şekilde çalışsa bile mekanik sistemde yüksek sürtünme veya yay mekanizmasında problem varsa kapama süresi uzayabilir.
Zamanlama testi bobin ve mekanizma davranışının birlikte değerlendirilmesine yardımcı olur.
Bobin Akımı Ölçümü Neden Yararlıdır?
Bazı gelişmiş devre kesici analizlerinde yalnızca kontak zamanı değil açma ve kapama bobinlerinin çektiği akımın zaman içerisindeki değişimi de kaydedilebilir.
Bobin akım eğrisindeki değişiklikler mekanik sistem hakkında ek bilgi sağlayabilir.
Örneğin:
- bobinin enerjilenmesi,
- mekanizmanın hareket etmeye başlaması,
- latch mekanizmasının serbest kalması
akım dalga formunda farklı noktalar oluşturabilir.
Geçmiş testlerle karşılaştırıldığında mekanik davranıştaki değişiklikler fark edilebilir.
Kesici Kontak Direnci Neden Ayrıca Ölçülür?
Devre kesicinin zamanlama testi normal çıkabilir ancak ana kontaklarda yüksek elektriksel direnç bulunabilir.
Kontak direnci yükseldiğinde yük akımı sırasında:
P = I² × R
ilişkisine bağlı olarak ısınma artabilir.
Bu nedenle zamanlama testi ile kontak direnci testi birbirinin alternatifi değildir.
Kesici ve ayırıcıların düşük kontak dirençlerini ölçmek için Unitek Elektrik’in Contact Resistance Tester ürün grubundaki yüksek akımlı mikroohmmetreler kullanılabilir.
Kontak Direnci Neden Mikroohm Seviyesindedir?
Yüksek akım taşıyan kesici kontaklarının elektriksel direncinin oldukça düşük olması beklenir.
Bu değerler genellikle:
µΩ – mikroohm
seviyesinde olabilir.
Standart multimetre bu kadar düşük dirençleri yeterli doğrulukla ölçemeyebilir.
Bu nedenle 4 telli Kelvin bağlantısı ve yüksek test akımı kullanan özel mikroohmmetreler tercih edilir.
Kesicinin mekanik zamanlaması ile kontak direncinin birlikte değerlendirilmesi daha kapsamlı bakım bilgisi sağlar.
Vakum Kesici Nedir?
Orta gerilim uygulamalarında yaygın kesici teknolojilerinden biri vakum kesicidir.
Akımın kesildiği kontaklar vakumlu bir hazne içerisinde bulunur.
Vakum ortamı arkın hızlı şekilde söndürülmesine yardımcı olur.
Bu parçaya genellikle:
vacuum interrupter veya vacuum bottle
adı verilir.
Vakum bütünlüğünün bozulması kesicinin güvenilir kesme performansını etkileyebilir.
Vakum Şişesi Testi Neden Yapılır?
Vakum kesicide mekanik zamanlama doğru olsa bile kesme hücresinin vakum kalitesi bozulmuş olabilir.
Bu nedenle bakım sırasında vakum şişesinin elektriksel dayanımı ayrıca kontrol edilebilir.
Bu amaçla Vacuum Bottle Tester cihazları kullanılır.
Böylece zamanlama testiyle mekanik davranış, vakum şişesi testiyle ise kesicinin vakum hücresinin durumu farklı açılardan değerlendirilebilir.
VABO-80B Ne İçin Kullanılır?
Vakumlu kesicilerin bakımında kullanılabilecek cihazlardan biri VABO-80B 80 kV Vacuum Bottle Tester modelidir.
Cihaz 80 kV DC’ye kadar vakum şişesi testlerine yönelik tasarlanmıştır.
Bataryalı yapısı özellikle trafo merkezlerinde veya AC besleme erişiminin sınırlı olduğu saha çalışmalarında avantaj sağlayabilir.
Ancak vakum testi ile zamanlama testinin farklı ölçümler olduğu unutulmamalıdır.
Zamanlama Testi ile Kontak Direnci Testi Arasındaki Fark
Bu iki test farklı arıza türlerini araştırır.
Zamanlama Testi
Kesicinin mekanik hareketinin hızını ve fazlar arasındaki senkronizasyonu değerlendirir.
Kontak Direnci Testi
Kapalı durumdaki ana kontakların elektriksel direncini değerlendirir.
Bir kesici zamanlama açısından normal olabilir fakat kontakları yüksek dirençli olabilir.
Benzer şekilde kontak direnci düşük olsa bile açma mekanizması yavaş çalışabilir.
Bu nedenle bakım programında iki test birlikte kullanılabilir.
Zamanlama Testi ile Vakum Testi Arasındaki Fark
Vakumlu devre kesicilerde bu iki test de önemlidir ancak farklı özellikleri inceler.
Timing testi: Mekanik çalışma süresini ölçer.
Vacuum bottle testi: Vakum interrupter’ın elektriksel dayanımını değerlendirir.
Bu nedenle tek bir test bütün kesici durumunu göstermez.
Kapsamlı değerlendirmede;
- zamanlama,
- kontak direnci,
- vakum bütünlüğü,
- izolasyon
gibi farklı testlerden yararlanılabilir.
Yeni Devreye Alınan Kesicide Zamanlama Testi
Yeni kurulan kesicinin işletmeye alınmasından önce zamanlama testi yapılması referans veri oluşturmak açısından önemlidir.
İlk test sonuçları daha sonraki yıllarda yapılacak bakım testleriyle karşılaştırılabilir.
Örneğin devreye alma sırasında:
Açma süresi: 42 ms
olan kesicinin birkaç yıl sonra:
51 ms
seviyesine çıkması önemli bir değişimdir.
Değer hâlâ üretici limitleri içinde olsa bile trendin neden değiştiği araştırılabilir.
Periyodik Bakımda Trend Analizi
Devre kesici bakımında tek bir ölçüm sonucundan çok zaman içerisindeki değişim önemlidir.
Örneğin:
2023: 41,8 ms
2024: 42,1 ms
2025: 42,4 ms
2026: 49,7 ms
sonuçları elde edilmiş olsun.
Son ölçümde belirgin değişiklik görülmektedir.
Bu durum;
- mekanik sürtünme,
- yağlama problemi,
- bobin performansı,
- bağlantı problemi
gibi nedenlerin araştırılmasını gerektirebilir.
Bu nedenle saha cihazlarının sonuçları kaydedebilmesi bakım yönetiminde önemli avantaj sağlar.
Fazlar Arası Farkın Takibi
Yalnızca toplam açma süresine değil fazlar arasındaki farkın zaman içerisindeki değişimine de bakılmalıdır.
Örneğin ilk testte:
maksimum fark: 0,8 ms
iken yıllar sonra:
maksimum fark: 5,4 ms
olması mekanik senkronizasyonda değişiklik olduğunu gösterebilir.
Bu nedenle bakım raporunda her fazın ayrı zaman değerinin saklanması yararlıdır.
Saha Testlerinde Bataryalı Cihazın Avantajı
Devre kesiciler çoğunlukla trafo merkezleri ve enerji tesislerinde bulunur.
Her test noktasında uygun AC priz bulunmayabilir.
Bataryalı analizörler;
- uzatma kablosu ihtiyacını azaltır,
- saha bağlantılarını kolaylaştırır,
- farklı kesiciler arasında hızlı hareket imkanı sağlar.
Özellikle çok sayıda kesicinin bakımının gerçekleştirildiği sahalarda bu önemli bir kullanım avantajıdır.
Bluetooth ve Veri Aktarımı Neden Faydalıdır?
Saha testlerinde ölçüm sonuçlarının doğrudan bilgisayara veya desteklenen yazılıma aktarılabilmesi raporlama sürecini kolaylaştırır.
Bu sayede:
- kesici kimliği,
- test tarihi,
- faz süreleri,
- önceki ölçümler
daha düzenli biçimde saklanabilir.
Manuel veri girişinin azalması aynı zamanda raporlama hatalarının azaltılmasına yardımcı olabilir.
Dahili Yazıcı Ne İşe Yarar?
Bazı saha tipi kesici analizörlerinde dahili yazıcı bulunabilir.
Test tamamlandıktan hemen sonra ölçüm sonucu çıktı olarak alınabilir.
Bu özellik;
- bakım formuna ekleme,
- saha imzası,
- hızlı dokümantasyon
gibi işlemlerde kullanışlı olabilir.
Dijital kayıt yine de uzun dönem trend analizi açısından ayrıca tutulmalıdır.
Devre Kesici Analizörü Seçerken Nelere Dikkat Edilmeli?
Kontak Sayısı
Test edilecek kesicinin aynı anda ölçülmesi gereken kontak sayısı belirlenmelidir.
Zaman Çözünürlüğü
Milisaniye seviyesindeki küçük farkları güvenilir şekilde ölçebilmelidir.
Test Sekansları
Open, Close, Open-Close veya gerekli diğer çalışma sıralarını desteklemelidir.
Yardımcı Kontak Girişleri
Ana kontakların yanı sıra kontrol kontaklarının da izlenmesi gerekiyorsa yeterli giriş bulunmalıdır.
Bobin Kontrolü
Açma ve kapama bobinlerini tetiklemek veya izlemek için gerekli özellikler değerlendirilmelidir.
Batarya
Saha kullanımında dahili batarya önemli avantaj sağlar.
Veri Kaydı
Periyodik bakım sonuçlarının karşılaştırılması için ölçümlerin saklanabilmesi gerekir.
Haberleşme
Bluetooth, USB veya diğer veri aktarım seçenekleri saha raporlamasını kolaylaştırabilir.
Yazıcı
Anlık test raporu gereken işletmeler için dahili yazıcı tercih edilebilir.
Test Öncesinde Güvenlik
Devre kesiciler yüksek gerilim sistemlerinin bir parçasıdır.
Zamanlama veya diğer bakım testleri yapılmadan önce kesici;
- sistemden güvenli biçimde ayrılmalı,
- enerjisiz olduğu doğrulanmalı,
- gerekli topraklama işlemleri uygulanmalı,
- kontrol devresi güvenli hale getirilmelidir.
Test bağlantıları cihaz üreticisinin ve kesici üreticisinin prosedürlerine uygun yapılmalıdır.
Enerji tesislerinde bu işlemler yalnızca gerekli eğitim, yetki ve güvenlik prosedürlerine sahip personel tarafından gerçekleştirilmelidir.
Test Sonuçları Nasıl Değerlendirilir?
Kesici zamanlama sonuçları için bütün cihazlarda kullanılabilecek tek bir evrensel milisaniye sınırı vermek doğru değildir.
Değerlendirme yapılırken öncelikle:
- Kesici üreticisinin kabul değerleri,
- Devreye alma ölçümleri,
- Önceki bakım sonuçları,
- Fazlar arası farklılıklar
incelenmelidir.
Özellikle geçmiş ölçümlere göre ortaya çıkan değişiklikler bakım açısından değerli bilgiler sağlayabilir.
Devre Kesici Bakımında Hangi Testler Birlikte Kullanılabilir?
Kapsamlı bir bakım programında uygulamaya göre;
- kontak zamanlama,
- kontak direnci,
- vakum interrupter testi,
- izolasyon direnci,
- açma-kapama bobini kontrolü,
- mekanik inceleme
birlikte kullanılabilir.
Bu testlerin her biri kesicinin farklı bir özelliğini değerlendirir.
Tek bir testin normal çıkması bütün kesicinin kusursuz olduğunu garanti etmez.
Sonuç
Devre kesici zamanlama testi, orta ve yüksek gerilim kesicilerinin mekanik çalışma performansını değerlendirmek için kullanılan temel saha testlerinden biridir.
Açma ve kapama sürelerinin yanı sıra fazlar arasındaki zaman farkının ölçülmesi;
- mekanik aşınma,
- bobin problemi,
- sürtünme artışı,
- senkronizasyon bozukluğu
gibi olası problemlerin erken belirlenmesine yardımcı olabilir.
En değerli yaklaşım, yalnızca tek bir bakım sonucuna bakmak yerine ölçümlerin yıllar boyunca kayıt altına alınması ve trend analizinin yapılmasıdır.
Bununla birlikte zamanlama testi, devre kesici bakımının yalnızca bir bölümüdür. Kontak direnci ölçümü elektriksel temas kalitesini, vakum testi ise vakumlu kesicilerde interrupter’ın durumunu değerlendirir.
Bu nedenle devre kesicilerin güvenilirliğinin değerlendirilmesinde zamanlama, kontak direnci ve kesme hücresi testlerinin birbirini tamamlayan ölçümler olarak ele alınması daha kapsamlı bir bakım yaklaşımı sağlar.
