Koruma ekipmanları: sigorta, şalter, parafudr

Bir çatı GES’te koruma ekipmanları üç soruya yanıt verir: arıza anında hangi akım kesilecek, bakım sırasında hangi taraf güvenle ayrılacak ve yıldırım ya da şebeke kaynaklı aşırı gerilim nereye yönlendirilecek. Sistem iki ayrı elektrik dünyasından oluştuğu için bu soruların her biri iki kez sorulur: panellerle inverter arasındaki doğru akım (DC) tarafında ve inverter ile şebeke arasındaki alternatif akım (AC) tarafında. Panel ışık aldığı sürece gerilim ürettiği için DC tarafı, inverter kapansa bile enerjili kalır; koruma tasarımı bu gerçeğe göre kurulur.

DC ve AC tarafında koruma elemanları

Eleman	Taraf	Görevi	Projede bakılacak
Dizi sigortası	DC	Paralel bağlı dizilerde arızalı diziye geri akımı sınırlamak	Paralel dizi sayısı ve panelin izin verdiği geri akım
DC ayırıcı	DC	Panellerle inverter arasını yük altında güvenle açmak	DC’ye uygunluk, dizi gerilimi ve akımı
DC aşırı gerilim koruması	DC	Yıldırım kaynaklı darbeleri toprağa yönlendirmek	Kablo uzunluğu, bina yıldırım koruması
AC otomatik sigorta	AC	İnverter çıkış hattını aşırı akım ve kısa devreye karşı korumak	İnverter çıkış akımı, kablo kesiti
Kaçak akım koruma	AC	Yalıtım arızasında insanı ve tesisatı korumak	İnverter üreticisinin öngördüğü tip
AC aşırı gerilim koruması	AC	Şebeke tarafından gelen darbeleri sınırlamak	Pano yapısı ve topraklama sistemi
Şebeke ayırma koruması	AC	Şebeke gerilimi kaybolunca üretimi kesmek	İnverterin ve bağlantı görüşünün şartları

Tablodaki sütunlarda sayı bulunmamasının nedeni, akım, gerilim ve darbe dayanımı değerlerinin panel, inverter, kablo uzunluğu ve binanın durumuna göre projede hesaplanmasıdır. Koruma elemanı seçiminde bu değerlerin elektrik projesinde ve tek hat şemasında açıkça yazılması istenmelidir. Dizilerin invertere nasıl bağlandığı dizi inverter, DC hattın kendisi DC kablo ve konnektörler sayfasında ele alınıyor.

Örnek arıza senaryosu

Çatıdaki bir kablonun yalıtımı keskin bir sac kenarında aşınmış olsun. İlk belirti çoğu zaman inverterin yalıtım uyarısı ve üretimin durmasıdır; inverter bu durumda şebekeye bağlanmayı reddedebilir. Doğru sıra şöyledir: AC sigorta ile inverterin şebeke bağlantısı kesilir, DC ayırıcı açılır, arızalı dizi belirlenip konnektörlerinden yük olmadan ayrılır ve kablo onarılır. Onarımdan sonra yalıtım ölçümü tekrarlanıp kayda geçirilir. Bu sıranın uygulanabilmesi için her elemanın etiketli, ulaşılabilir ve şemada gösterilmiş olması gerekir.

Yönetmelikte şebekeden ayrılma ve izolasyon

Yönetmelik, koruma elemanlarını tek tek saymak yerine sonucu tarif eder:

• Üretim tesisi, can ve mal emniyeti için kısa devre arızasında ya da şebekenin enerjisiz kalması durumunda bağlantı noktası itibarıyla şebekeden izole edilir ve şebekeye enerji vermez (Yönetmelik md. 6/4).
• Şebekenin bir bölümünü içerecek şekilde adalanmaya izin verilmez; izole hâle gelen üretim tesisi ise izole kalan tüketim tesisi bölümünü şebekeden bağımsız besleyebilir (md. 6/4). Adalanma, dağıtım sisteminin üretim tesisi bulunan bir bölgesinin enerjili kalacak şekilde sistemden fiziksel olarak ayrılmasıdır (md. 4/1-a). Ayrıntı: adalanma.
• Projelendirme, kurulum, bağlantı, kabul, işletme ve bakım ilgili standartlarda ve teknik mevzuatta tanımlandığı şekilde yürütülür; tesis sahibi bu koşulları sağlamakla yükümlüdür (md. 6/1 ve 6/2).
• Esasa ilişkin, can ve mal güvenliği bakımından tehlikeli ya da elektrik sisteminin güvenliğini etkileyen durumlarda tesis bildirim beklenmeden şebekeden ayrılır ve gerekçe üç işgünü içinde yazılı bildirilir. Esasa ilişkin olmayan aykırılıklarda bildirimden sonra 15 gün içinde düzeltme yapılmazsa ayırma uygulanır; aykırılık giderilince tesis üç işgünü içinde yeniden bağlanır (md. 6/3).
• Kurulu gücü 50 kW ve üzerindeki tesislerde şebeke işletmecisinin SCADA kontrol merkezine bağlantı gerekir ve üretim tarafındaki ekipmanı tesis sahibi temin eder (md. 21/7).

Pratikte şebeke kaybolduğunda üretimi kesme görevini çoğunlukla inverterin kendi koruma fonksiyonu yerine getirir. Kesinti sırasında evin bir bölümünü beslemek isteniyorsa, şebekeden ayırmayı sağlayan bir düzenek ve uygun bir hibrit inverter gerekir. Konu elektrik kesilince GES çalışır mı sayfasında ayrıca anlatılıyor.

Sigorta genel şartlarında elektrik kaynaklı hasar

Koruma elemanlarının amacı hasarı önlemektir, ama hasar olduğunda hangi poliçenin devreye gireceği de koruma tasarımı kadar önemlidir. İki genel şart bu konuda farklı yaklaşır:

Durum	Yangın Sigortası Genel Şartları	Elektronik Cihaz Sigortaları Genel Şartları
Yangın, yıldırım, infilak	Doğrudan maddi zararlar kapsamda (A.1)	Kapsamda (md. 1/e)
Yangın çıkmadan kısa devre, voltaj iniş çıkışı, ısınma, endüksiyon	Elektrikli cihaz, tesisat ve kordon zararları teminat dışı (A.4, 4.6)	Kısa devre, yüksek voltaj ve endüksiyon akımı zararları kapsamda (md. 1/d)
Aşınma, korozyon, tedrici bozulma	—	Teminat dışı (md. 3/e)
Sigorta başında bilinen kusur	—	Teminat dışı (md. 3/g)
Hasarlı cihazın onarılmadan kullanılması	—	Sonraki zararlar teminat dışı (md. 3/h)

Tablo şunu gösterir: yakın bir yıldırımın ya da şebeke dalgalanmasının yol açtığı ve yangına dönüşmeyen bir inverter arızası, yalnızca yangın poliçesi varsa genel şartlar gereği karşılanmayabilir. Elektronik cihaz sigortası ise cihazın poliçe ekindeki cetvelde cinsi, yapım yılı ve sigorta kıymetiyle yazılı olmasını esas alır (md. 1). Hangi GES bileşeninin hangi poliçede yer aldığı GES sigortası rehberinde tartışılıyor. Elektronik cihaz şartlarında hasarlı kıymetin onarılmadan kullanılmasından doğan zararların teminat dışı olması, koruma elemanı attığında sebebini bulmadan sistemi yeniden devreye almanın hem teknik hem sigorta açısından riskli olduğunu gösterir.

Sık yapılan hatalar

• DC ayırıcı yerine AC için üretilmiş bir anahtar kullanmak; doğru akımda ark sönmesi daha zordur.
• Parafudrları topraklama hattına uzun ve kıvrımlı iletkenlerle bağlamak; darbe akımının yolu uzadıkça koruma etkisi azalır.
• Kaçak akım korumasının tipini inverter üreticisinin kılavuzuna bakmadan seçmek.
• Sigorta attığında nedeni araştırmadan tekrar kaldırmak.
• Tek hat şemasını teslim dosyasına koymamak; bakımda hangi elemanın neyi ayırdığı belirsiz kalır.

Kontrol listesi

• Tek hat şemasında DC ve AC taraftaki her koruma elemanı ve değeri yazılı mı?
• DC ayırıcı inverterin yanında ve kolay ulaşılabilir mi?
• Aşırı gerilim koruma elemanlarının bağlandığı topraklama hattı projede gösterildi mi?
• İnverterin şebeke ayırma ayarları bağlantı görüşüyle uyumlu mu?
• Kesintide yedek besleme isteniyorsa ayırma düzeneği şemada gösterildi mi?
• İnverter ve koruma elemanları hangi sigorta poliçesinde, hangi değerle yer alıyor?