EN IEC 60099 Yıldırım Tutucular için Öneriler

Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) tarafından geliştirilen, daha sonra uyumlaştırma çalışmaları kapsamında bir Avrupa standardı olarak yayınlanan “EN IEC 60099 Yıldırım tutucular için öneriler“ standardı, aynı başlık altında yayınlanan şu alt bölümlerden oluşmaktadır:

• “EN IEC 60099-1 Bölüm 1: Alternatif akım sistemleri için doğrusal olmayan direnç tipi aralıklı aşırı gerilim koruyucuları“ standardında, alternatif akım (AC) sistemlerinde kullanılan belirli bir tip aşırı gerilim koruyucusu (yıldırım koruyucusu) için gereksinimler ve test yöntemleri açıklanmaktadır. Esas olarak bu standart, bir veya daha fazla doğrusal olmayan dirençle (eski tasarımlarda tipik olarak silisyum karbür tabanlı) seri halde tek veya çoklu kıvılcım aralıklarından (aralıklı tasarım) oluşan aşırı gerilim koruyucuları için geçerlidir. Bu cihazlar, elektrik ekipmanını yıldırım veya anahtarlama dalgalanmalarından kaynaklanan aşırı gerilimlerden korur.

Bu standart yürürlükten kaldırılmıştır. Büyük ölçüde, aralıksız metal oksit aşırı gerilim koruyucuları için modern standartlarla yer değiştirmiştir (esas olarak EN IEC 60099-4 standardında ele alınan ve günümüzde çoğu yüksek gerilim aşırı gerilim koruyucusu için aktif ve baskın standart olan, kıvılcım aralığı olmayan çinko oksit varistörler kullanan standartlar).

Modern aşırı gerilim koruyucuları (özellikle orta ve yüksek gerilim) neredeyse tamamen aralıksız metal oksit tipindedir ve EN IEC 60099-4 standardına göre test edilmiştir. EN IEC 60099-1 standardı sadece eski aralıklı koruyucular veya referans amaçları için geçerliliğini korumaktadır.

• “EN IEC 60099-2 Bölüm 2: Püskürtme tipi yıldırım tutucular“ standardı, püskürtme tipi yıldırım tutucular (püskürtme tutucular) için geçerlidir. Bunlar, bir ark odası (tipik olarak fiber veya gaz üreten malzemeler içeren) ile seri halde tek veya çoklu kıvılcım aralıklarından oluşan belirli bir aşırı gerilim koruma cihazı sınıfıdır. Aşırı gerilim oluştuğunda, kıvılcım aralıkları atlar ve ortaya çıkan ark, akımı söndürmek ve dağıtım sistemlerinde takip akımını kesmek için sıcak gazları dışarı atar. Bunlar öncelikle orta gerilim havai hatlarını ve ekipmanlarını yıldırım darbelerinden korumak için kullanılmıştır.

Tutucu tipi: Tahliye (havalandırmalı, gaz tahliyeli) tasarım. Aralıklı doğrusal olmayan direnç tiplerinden (EN IEC 60099-1 standardı) veya modern aralıksız metal oksit tiplerinden (EN IEC 60099-4 standardı) farklıdır.

Bu standart geri çekilmiş olup artık yeni tasarımlar için aktif olarak kullanılmamaktadır. Tahliye tipi tutucular büyük ölçüde eskimiş olup, yerini daha güvenilir, bakım gerektirmeyen aralıksız metal oksit aşırı gerilim tutuklayıcıları almıştır.

• “EN IEC 60099-4 Bölüm 4: Alternatif akım sistemleri için boşluksuz metal oksit aşırı gerilim koruyucuları“ standardı, en yüksek sistem gerilimi en az 1 kV olan alternatif akım (AC) güç devrelerinde gerilim dalgalanmalarını sınırlamak için tasarlanmış, kıvılcım aralığı olmayan doğrusal olmayan metal-oksit direnç tipi aşırı gerilim koruyucuları için geçerlidir. Bu standart, dağıtım, iletim ve trafo merkezi uygulamalarında ekipmanı yıldırım ve anahtarlama aşırı gerilimlerinden korumak için kullanılan bu modern aşırı gerilim koruyucuları için gereksinimleri, sınıflandırmayı, değerleri, testleri (tip / tasarım, rutin, kabul) ve performans kriterlerini kapsar.

Bu standardın son güncellemesinde, eski hat deşarj sınıflandırma sistemi, şunlara dayalı yeni bir enerji / şarj işleme sınıflandırmasıyla değiştirilmiştir:

• Tekrarlayan şarj transfer derecesi
• Termal enerji derecesi
• Termal şarj transfer derecesi

Bu, metal oksit varistörler üzerindeki gerçek dünya streslerini daha iyi yansıtır.

Bu standart, ilgili AB direktifleri (örneğin uygulanabilir yönleri için alçak gerilim direktifi) kapsamında uyumlaştırılmıştır ve Avrupa’da boşluksuz metal oksit aşırı gerilim koruyucuları için birincil referanstır.

Dünya çapında üretilen ve kurulan yeni aşırı gerilim koruyucularının neredeyse tamamı (özellikle en az 1 kV) EN IEC 60099-4 standardına uygundur.

• “EN IEC 60099-5 bölüm 5: Seçim ve başvuru önerileri“ standardı, nominal gerilimleri 1 kV’nin üzerinde olan üç fazlı alternatif akım sistemlerinde aşırı gerilim koruyucularının seçimi, uygulaması, kurulumu ve koordinasyonu için bilgilendirici kılavuz, öneriler ve arka plan bilgileri (zorunlu gereklilikler değil) sağlar. Bu standart şunları kapsar:
• EN IEC 60099-4 standardına göre boşluksuz metal oksit aşırı gerilim koruyucuları
• EN IEC 60099-6 standardına göre en fazla 52 kV nominal gerilime sahip seri ve paralel boşluklu yapılara sahip aşırı gerilim koruyucuları
• EN IEC 60099-8 standardına göre havai hatlar için harici seri boşluklu metal oksit aşırı gerilim koruyucuları

Temel içerik alanları şu şekildedir:

• Sistem aşırı gerilim stresleri (yıldırım, anahtarlama, geçici aşırı gerilim)
• Koruyucu nominal gerilim seçimi: sürekli çalışma gerilimi, nominal gerilim, MCOV, koruma seviyeleri
• Enerji yönetimi ve termal hususlar (EN IEC 60099-4 standardı sınıflandırmasıyla uyumlu enerji / şarj transferi gereksinimleri için formüller dahil)
• Geçici aşırı gerilim kapasitesi
• Ekipman izolasyonu ile koordinasyon
• Kurulum yönleri (montaj, kirlilik, yükseklik, mekanik yükler)
• Dağıtım, iletim, trafo merkezleri için uygulama örnekleri ve hat parafudurları
• Tutucu arıza modları ve koruma bölgeleri için risk değerlendirmesi

Bu standart, sadece tavsiye niteliğinde bir standarttır, ancak Avrupa ve dünya genelinde şartnamelerde, ihalelerde ve mühendislik uygulamalarında yaygın olarak referans gösterilmektedir.

• “EN IEC 60099-6 Bölüm 6: Seri ve paralel aralıklı yapılar içeren aşırı gerilim koruyucuları - Sistem gerilimi en fazla 52 kV“ standardında, en yüksek sistem gerilimi en az 1 kV olan ve 52 kV’ye kadar olan alternatif akım (AC) güç devrelerinde gerilim dalgalanmalarını sınırlamak için tasarlanmış, kıvılcım aralıkları (hem seri hem paralel aralıklı yapılar) içeren doğrusal olmayan metal oksit direnç tipi aşırı gerilim koruyucuları için gereksinimler ve test prosedürleri açıklanmaktadır.

Bu standart, öncelikle porselen veya polimer muhafazalara yerleştirilmiş, iç boşluklu dağıtım sınıfı metal oksit aşırı gerilim koruyucularını kapsar. Bu tasarımlar, orta gerilim dağıtım şebekelerinde ekipmanı yıldırım ve anahtarlama aşırı gerilimlerinden korumak için kullanılır ve saf boşluksuz tiplere kıyasla geliştirilmiş geçici aşırı gerilim dayanımı veya enerji işleme gibi belirli uygulamalarda avantajlar sunar.

Sınıflandırma şunlara dayanmaktadır:

• Tekrarlayan şarj transfer derecesi
• Termal enerji derecesi
• Termal şarj transfer derecesi
• “EN IEC 60099-8 Bölüm 8: Havai hatlar için harici seri aralıklı metal oksit aşırı gerilim koruyucuları (EGLA)“ standardında, harici aralıklı hat tutuculara (EGLA) yönelik gereksinimleri ve test prosedürleri açıklanmaktadır. Bunlar, aşağıdaki bileşenlerden oluşan metal oksit aşırı gerilim koruyucularıdır:
• Polimer veya porselen bir muhafaza içine yerleştirilmiş, doğrusal olmayan metal oksit dirençlerden yapılmış bir seri varistör ünitesi.
• Normal koşullar altında seri varistör ünitesini hattan izole eden harici bir seri hava boşluğu (kıvılcım boşluğu).

Harici aralıklı hat tutucular, sadece yıldırım kaynaklı atlamalardan izolatör tertibatını korumak için havai iletim ve dağıtım hatlarında (1 kV'den büyük alternatif akım sistemleri) izolatör dizilerine paralel olarak monte edilir. Harici boşluk, anahtarlama aşırı gerilimlerine ve geçici aşırı gerilimlere dayanacak şekilde tasarlanmıştır ve koruyucunun öncelikle yıldırım darbeleri (yüksek diklik, kısa süre) için devreye girmesini sağlar. Anahtarlama aşırı gerilim koruması veya istasyon sınıfı görevler için tasarlanmamıştır.

Diğer koruyuculardan temel özellikler ve farklılıklar şunlardır:

• Boşluksuz istasyon / dağıtım koruyucularının (EN IEC 60099-4) aksine, harici boşluk, MO dirençleri üzerindeki sürekli gerilim stresini önleyerek ömrü uzatır ve kaçak akımı azaltır.
• Tasarım, tekrarlayan yük transfer oranı, enerji işleme ve boşluk kıvılcımı koordinasyonu testleriyle yıldırım deşarjı yeteneğine odaklanmaktadır.
• “EN IEC 60099-9 Bölüm 9: HVDC dönüştürücü istasyonu parafudurları“ standardı, özellikle yüksek gerilim doğru akım dönüştürücü istasyonlarında aşırı gerilimleri sınırlamak için tasarlanmış, kıvılcım boşluğu olmayan doğrusal olmayan metal oksit direnç tipi aşırı gerilim koruyucuları için geçerlidir. Bu standart şunları kapsar:
• Artı/eksi 1100 kV çalışma gerilimine kadar olan iki terminalli, çok terminalli ve arka arkaya bağlı yüksek gerilim doğru akım sistemleri.
• DC bara, DC hat / kablo tutucuları veya AC filtre devrelerinde kullanılan porselen gövdeli, polimer gövdeli ve gaz yalıtımlı metal muhafazalı tutucular.
• Kutup ters çevirmeleri (seyrek olanlar bile) dahil olmak üzere doğru akım (DC) gerilimlerine maruz kalan tutucular.

Gerilim kaynaklı dönüştürücüler için tutucular kapsam dışındadır. Dönüştürücü istasyonunun AC tarafındaki tutucular EN IEC 60099-4 standardına göre test edilir. AC filtrelerindeki tutucular, harmonik gerilimler nedeniyle bu standarda uyar.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere “EN IEC 60099 Yıldırım tutucular için öneriler“ standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.