Yangının en temel sebeplerinden birisinin elektrik kaynaklı olduğu konusunda artık hepimiz hemfikiriz.Gün geçtikçe artan yangınların bir çok sebebi var ancak elektrik kaynaklı yangın başlatma – oluşma olayları gün geçtikçe daha da artmaktadır. Elektrik kaynaklı yangınlarında kendi içinde bir çok kategorisi mevcuttur ancak bu kategorilerden birisi de harmoniklerdir. Alternatif akımının bulunmasından – kullanılmasından sonra her gün daha da gelişen teknollojiler hem hatayımızı kolaylaştırıyor hemde hayatımıza yeni riskleri de katıyor. Özellikle eski elektrik tesisatlarında hiçbir yenileme yada iyileştirme yapmadan kullanılan yeni teknoloji ürünler – ekipmanlar ciddi riskler meydana getiriyor.
Alternatif akım bilindiği üzere sinüs dalgalarından oluşur ,Harmonikler genel olarak nonlineer elemanlar ile nonsinüsoidal kaynaklardan herhangi birisi veya bunların ikisinin sistemde bulunmasından oluşur. Temel dalga dışındaki sinüsoidal dalgalara “harmonik” adı verilir. Harmonikli akım ve gerilimin güç sistemlerinde bulunması sinüsoidal dalganın bozulması anlamına gelir. Bozulan dalgalar teknik literatürde nonsinüsoidal dalga olarak isimlendirilir.
Günümüzde harmoniklerin oluşmasının temel nedeni modern enerji dönüşüm teknikleri kullanan güç elektroniği cihazlarının sayısındaki hızlı artıştır. Örneğin artık birçok uygulamada verimlilik ve kontrol olanakları gibi nedenler ile elektrik motorları motor sürücüler tarafından kontrol edilmektedir. Bir güç elektroniği cihazı olan motor sürücü şebekeden harmonik içerikli akımlar çeker.
Harmonikler, konverterler, transformatörler, jeneratörler, ark fırınları, bazı aydınlatma türleri, bilgisayarlar, yazıcılar, televizyonlar, telefon şarj cihazları ve kesintisiz güç kaynakları gibi elektronik cihazların kullanımının yaygınlaşmasıyla hayatımıza giren yeni bir terimdir.
Hayatımızda yoğun olarak karşılaşılabilecek harmonik içerikli akımlar çeken cihazlar ise motor sürücüleri , Kesintisiz güç kaynaklari UPS ler , Dogrultucular (redresörler) ve akü sarj cihazlari , Sanayide Endüksiyon ocaklari ,işyerlerinde ise Bilgisayarlar ve ofis cihazlari ve özellikle elektronik balastli lambalardır.
Özetle Elektrik sisteminin, elektronik sistemler kontrol edilmesi, elektrik sistemimizde kirlilik Yaratır ve bu kirlilik harmonik diye adlandırılır. Üretici tarafından özel bir filtre yapılmamışsa, bu harmonikler elektrik sistemimizi kirletir. İşletmemizde artık kirli bir elektrik kullanılmaya başlanır.Piyasada hız kontrollerle ilgili yanlış bir bilgi var. Hız kontrolün önünde bulunan bobin Filtre değildir. Hat reaktörü veya şönt reaktördür. Özel seçilmemişse harmonikler üzerinde etkin değildir. Bu cihaz sadece pik akımları söndürmeye yarar.Hız kontrol seçiminde, genellikle bir büyük güçlüsü alınır aslında bu hatalı davranıştır çünkü aslında hız kontrolorün verimli çalışması % 80 güç tükettiği zamandır. Çalışma gücü % 80 altına düştüğü zaman harmonik yüzdeleri artar kayıplar daha yükselir.
Harmoniklerin bir çok zararı vardır ; Arızalar , Kabloda oluşan verim kayıpları ,Trafo verim kayıpları , Elektronik kartlarda arızalar , Makinaların ve teçhizatlarının çalışmasında hatalar, Gerilim bozulmaları , Kompanzasyon kondansatörlerinde ömür kısalması , Kompanzasyon panolarında yangın riski ve genel tesisatta hemen her noktada yangın riskleri.
Aslında fazladan çekilen akım kabloların ısınmasına neden olmaktadır. Çünkü harmonikli akımlar tamamen reaktif güç çekerler. Buna ek olarak bu akımlar yüksek frekanslı bileşenler içerdiklerinden kablolarında deri (kılıf) etkisi oluşur. Deri etkisinden dolayı kablonun dış yüzeyi kullanıldığından kablo kesiti düşer ve kablolar ısınır bu ısnınma ise tüm tesisatta yangın riskini açığa çıkarır.
Harmoniklerin kesin çözümü üretildiği yerde yok etmektir böylece harmoniği kablolarda taşımamış olursunuz. Sadece merkezi sistem filitre kullanıyorsanız , Merkezi sistem filtreli kompanzasyonla aslında harmoniklere 2. Darbe vurulur.Harmonik filtreli kompanzasyon sisteminde kondansatör ve bobinle bir rezonans oluşturulur. Bu rezonansı, ölçerek veya üretici firma tarafından verilen verilere göre hesaplanır.Harmonik değerleri bilmeden yapılan kompanzasyonlar, sadece tıkaç filtresi olarak yapılmak zorundadır.Bu sistemlerin Harmoniklere etkileri azdır.
Harmonikler 3,5,7 olarak 50 harmoniğe kadar vardır.Burada önemli olan 3. Harmoniktir ki bu 5 ve 7 göre daha özeldir. Çünkü 3. Harmonik, nötr harmoniğidir ,nötr hattını kirletir , sekonder de yıldız ve faz kayması yaratır. Ciddi biçimde tehlikelidir ve yangın riskini de bu yaratır.Yeni teknolojiler ile beraber sadece kondansatörlü kompanzasyon sistemi kullanmak ile elektrik tesisatımızı koruyamayız. Yangın riski ve diğer tehlikelere karşı tesisatlarımızı özel harmonik filitreler ile de korumamız gerekir. Bazı firmalar 3. Harmonik için özel filtre, 5 ve 7 için özel filtre tasarlamıştır tesisatımızı korurken bu özel filitreleri seçmek gerekir.
Harmonik filitelerin avantajları sadece yangın riskini minimize etmekle kalmaz ve sizin Harmonik nedenli arıza riskinizi minimum seviyeye çeker , Kablo kayıplarınız minimum seviyeye iner ve ciddi bir Elektrik tasarrufu sağlar.
Harmonikler kaynaklı elektrik başlangıçlı yangın risklerinden korunmak için önce uzman mühendislere harmonik ölçümleri yaptırılması tesisteki harmonik tehlikeler tespit edilmeli ve bununla beraber hesaplamalar yapılarak uygun tasarlanmış imal edilmiş harmonik filitreler kullanılmalıdır.
Not: Harmonik etkileri için Hüsnü İnanç beye teşekkürler.
