TS EN 61439 Serisi
Tasarım doğrulama kavramı; elektrik panolarının yapılış ve testlerinin tanımlandığı standardın güncel sürümünde ELEKTRİK PANOLARINDA TİP TESTİ kavramının yerine geçmiştir.
Tasarım doğrulama kavramı alt başlıklarında;
- Test ederek doğrulama
- Testten geçen bir referans ile mukayese etme
- Test verilerine göre yapılacak hesaplama kavramlarını barındırmaktadır.
Özellikle kısa devre testleri ve sıcaklık artış testleri için hesaplama yolları ve atıf yapılan standartlar TS EN / IEC 61439-1 içerisinde tanımlanmış, izin verilen şartlar detaylandırılmıştır.
Test ile doğrulama noktasında imalatçılar beyan değerleri ve kullanım koşullarına göre ürünlerine gerekli testleri yaptırarak standarda uygunluğunu doğrulayabilmektedirler.
Standart maddelerine göre temel testlerden bahsetmek gerekirse:
10.2.2) Korozyona karşı dayanıklılık:
Bu testin amacı imalatçının kullandığı metal aksamın ve sacın dahili ya da harici kullanıma göre bulunduğu ortamda , paslanmaya karşı gösterdiği direnci tayin etmek ve uygunluğunu muayene ile doğrulamaktır.Donanımda seçilen malzeme kaltesi , sac/kaplama/boya özellikleri bu test uygulamasında önem taşımaktadır.
10.2.3) Yalıtkan malzemelerin özellikler:
10.2.3.1) Yalıtılmış malzemeden imal edilen elektrik panolarında uygulanan kuru ısı deneyi, 70 °C sıcaklıkta test edilen elektrik panosunun(ya da temsili bölümünün)çevresel mukavemetini test etmek amacı içerir. Test sonucunda numunede oluşabilecek çatlaklar, malzemenin yapışkan bir hal alması ya da yağlanması istenmemektedir. Numune üzerine bastırılan kumaş üzerinde herhangi bir yapışma olmamalıdır.
10.2.3.2) Mahfaza, bariyer ve diğer yalıtkan parçaların temsili numuneleri akım taşıyan parça ile temas durumuna göre 70°C ya da 125°C ‘de bilya basınç testin tabi tutulurlar. Deney sonunda oluşabilecek izin çapı numune hakkında olumlu ya da olumsuz karar verilmesi noktasında bağlayıcıdır.
10.2.3.3) Yalıtkan kısımlara bu başlık altında uygulanan bir başka deney ise kızaran tel deneyidir. Bu test sırasında uygulanması gereken sıcaklıklar , standartta belirtilmiştir :
Akım taşıyan kısımları konumlandırmak için tasarlanmış bölümler için 960 °C
Çukur duvarlara montaj için amaçlanan mahfazalar için 850 °C
Topraklama iletkenini tutmak için gerekli olan dahil diğer bütün bölümler için 650 °C
Kızaran tel deneyine, tasarım amacına göre belirlenmiş sıcaklıkta giren numunelerde herhangi bir alev oluşmuyorsa, alev oluşmasına rağmen tel numuneden çekildikten sonra 30 sn. içinde sönüyorsa, numunenin altına konumlandırılan ince kağıt veya çam tahta kavrulmuyorsa, malzemeler standardın istediği gereksinimleri karşılar.
10.2.4) Morötesi ışınıma dayanıklılık
Sentetik malzemeden ya da sentetik malzeme ile kaplanmış metal malzemeden imal edilmiş harici tip panolara uygulanan deneyde temsili numuneler, toplamda 500 saat sürecek olan ve her biri 25 dk kuruda + 5 dk ıslatarak gerçekleşecek olan 1000 çevrimlik deneye tabi tutulurlar. Deney boyunca numuneler ksenon lamba altında tutulur, ortamın standart içinde belirtilen atmosferik şartlarda olmasına özen gösterilir. Deneyler sonunda gözle muayeneye tabi tutulur. Parçanın alındığı yere göre eğilme dayanımları ölçülür, charpy darbe testinde en az %70 lik tutma değeri aranır. Numuneler testler sonunda kızaran tel deneyinin de olumsuz bir sonuç vermemelidir.
10.2.5) Kaldırma düzeni
İmalatçının beyanı esas alınarak numune ağırlığının 1,25 katına getirilen panoya, kaldırma düzenlerinin sağlamlığını kontrol etmek amacı ile yapılan uygulamadır. Panonun ağırlığı ayarlanırken yüklerin düzgün bir şekilde dağılması ve konumlandırılması önemlidir. İmalatçının talimatlarına göre kaldırılan panonun düşey ve yatay eksende hareket ettirilmesi sonucunda gözle yapılan muayene sonucunda mekanik bir bozulma , çatlama vb. olmamalıdır.
10.2.6) Mekanik darbe
İmalatçı beyanı esas alınarak IEC 62262 standardına göre darbe testleri numuneye uygulanır.
Darbe sayıları numune boyutuna göre ayarlanmakta olup, darbeler çeşitle şekillerde çekiçler ile numuneye uygulanmaktadır. Kalıcı bozulmalar, oluşabilecek açıklıklar ve IP koruma derecesindeki değişiklikler olumsuzluk olarak kaydedilir.
10.2.7) İşaretleme
Kalıplama, baskı ve oyma dışındaki işaretlemeler 15 sn. su emdirilmiş pamuklu bir bez ile silinir ve aynı işlem petrol eteri emdirilmiş başka bir bez ile 15 sn. tekrarlanır. Deneyden sonra işaretleme kolayca okunabilir olmalıdır.
10.3) Donanımların koruma derecesi
Testler imalatçı beyanına göre gerçekleştirilir. Bu testler amaç beyan edilen IP derecesinin doğrulunu tespit etmektir. Yabancı katı cisimlere + tehlikeli bölümlere ulaşım testleri IP derecesinin ilk hanesine göre yapılırken, ikince hanedeki beyana göre suya karşı koruma testleri gerçekleştirilir. Özel şartlar için ek işaretlemeler imalatçı tarafından beyan edilebilir. Testlerin içerikleri ve beyan edilen sayıların karşılıkları için TS EN / IEC 60529 kapsamında yayımlanan makale incelenebilir.
10.4) Yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunlukları
Arıza ya da kısa devreye sonuç verebilecek havadan yalıtma aralıkları ve yalıtkan malzeme yüzey uzunlukları saptanır ve tek tek ölçülür. Ölçümler yapılırken cıvata başları, kirlilik derecesinden etkilenmeyecek küçük boşluklar ve dik köşeler için özel kurallar standardın Ek F kısmında yer almaktadır. Bu şartlar birçok güvenlik standardında geçerlidir.
10.5) Elektrik çarpmasına karşı koruma ve koruma devrelerinin bütünlüğü
10.5.2) Numunenin etkin bir koruma devresi ve toprak sürekliliğinin olduğunu doğrulamak için bu testler gerçekleştirilir.
Açıkta kalan iletken kısımların topraklama noktası ile arasındaki direnç değeri tek tek ölçülür.
Ölçümler en az 10A DC/AC akım geçen iki nokta arasında hesaplanan gerilim düşümü metodu ile yapılır. Direnç hiçbir koşulda 100 mOhm değerini aşmamalıdır.
10.5.3) Bu uygulamanın yansıra, toprak devresinin kısa devre anındaki mukavemeti deney, mukayese ya da hesaplama yollarından birisi ile doğrulanmalıdır. Tasarımın doğrulanması için bu yollardan herhangi birisi kullanılabilir.
10.6) Anahtarlama cihazlarının ve bileşenlerin birleştirilmesi
Numune içinde yer alan şalt cihazları, koruma ekipmanları, yardımcı ve kontrol devrelerinin üzerinde yer alan ekipmanlar standart içinde verilen (Madde 8.5) yapılış kurallarına göre muayene edilir.
10.7) Dahili elektriksel devreler ve bağlantılar
Numune içinde yer alan ana devrenin ve yardımcı devrelerin uygunluğu standart içinde verilen (Madde 8.6) yapılış kurallarına göre muayene edilir.
10.8) Harici iletkenler için bağlantı uçları
Numuneye dışarıdan yapılacak bağlantılar için tasarlanmış terminaller (Madde 8.8) yapılış kurallarına göre muayene edilir.
10.9) Dielektrik özellikler
Numunenin izolasyon yeteneğinin doğrulanması amacı ile yüksek gerilim testleri numuneye uygulanır ve deneyler sırasında bir atlama, delinme ya da tahrip edici boşalma görülmemesi gerekmektedir.
10.9.2) Şebeke frekanslı dayanım gerilimi
Ana devreler ve topraklanmış kısımlar arasında olan, anahtarlama cihazlarının açık kontakları arasında olan ve ana devreden bağımsız tasarlanmış yardımcı devrelerin diğer kısımlar ile olan yalıtımın doğrulanması amacı ile yüksek gerilim uygulaması yapılmaktadır. Testler sırasında izin verilen kaçak akım değeri 100mA ile sınırlandırılmıştır. Gerilim değerleri, süresi ve uygulanış biçimleri standardın ilgili maddesinde detaylı olarak anlatılmıştır. Şebeke frekanslı test daha çok yüzeysel oluşabilecek delinmelerin tespiti için gerçekleştirilir.
10.9.3) Darbe dayanım gerilimi
Şebeke frekanslı dayanım gerilimi ile aynı uygulama noktaları tanımlanmıştır.
Ani bir yükseliş ve devamında yarılanarak sönümlene (1.2µs/50µs) darbe dayanım gerilim havadan açıklıkları zorlayarak olası atlamalara karşı izolasyonu test etmek için uygulanır.
Testler sırasında tahrip edici bir boşalma olmamalıdır.
10.9.4) Yalıtkan malzemeden imal edilen mahfazalarda deney işlemi
Mahfazanın olası dış temas noktaları metal yaprak üzerinden enerjilendirilir. Bu yapı üzerine konumlandırılmış, mahfazanın içindeki ya da dışındaki devreler ile mahfaza yapısında bir atlama olup olmadığı %50 arttırılımış bir seviyede dielektrik testi gerçekleştirilir.
10.10) Sıcaklık artışın doğrulanması:
10.10.2) Akım ile olan deney işlemi vasıtasıyla doğrulama
Bu yöntem beyan edilen akımın numune üzerinden geçirilmesi, bu süreçte tarif edilen noktalardan alınan ölçüm sonuçlarına dayanmaktadır. Numunenin girişine bağlanacak iletken özellikleri, çıkışların nasıl dengeleneceği, numunenin teste hazırlanış süreçleri standardın ilgili maddesinde tanımlanmıştır. Burada önemli noktalardan bazılarına değinmek gerekirse;
İletkenlerin soğutucu etkide bulunmaması, deney ortam sıcaklığı, değerlerin anlık olarak okunabilmesi ve son bir saatteki değişim doğru analiz edilebilmesi sonuçları etkileyen ve hassasiyet isteyen kısımlardır.
Donanımın;
- Bir bütün olarak tek bir seferde testten geçirilmesi (10.10.2.3.5)etkin bir yöntem olarak kabul edilirken daha detaylı bir analiz gerektiğinde ;
- Her bir çıkış devresini beyan değerlerinde tek tek test edilmesi (burada beyan değer imalatçı tarafından belirlenir) ve akabinde diversite faktörü ile çıkışların tamamı devredeyken performansın izlenmesi (10.10.2.3.6),
- Hatta yukarıdaki maddeye ilaveten ana ve dağıtım baralarının tek tek deneyden geçirilerek analiz edilmesi(10.10.2.3.7) imalatçılara hesaplama ve mukayese yollarını kullanacakları zaman çok detaylı bir veri sunmakta, ürünün farklı çalışma koşulları altında performansını doğrulama şansı vermektedir.
10.10.3) Benzer varyantlar için beyan değerlerinin türetilmesi
Kesitler, beyan değerleri, mahfaza özellikleri, güç kayıpları vb. değerler karşılaştırılarak testten geçen ürün sonuçlarına göre doğrulama yapma şansı standartta yer almaktadır.
10.10.4) Hesaplama ile doğrulama
Genel olarak güç kayıpları ve mahfaza özelliklerinin esas alınarak yapıldığı bu çalışma neticesinde elde edilen sonuçlar, standar kapsamında geçerlilik kazanmaktadır.
Burada kritik nokta, beyan akımı 630A’i aşmayan tek hücreli tasarımlar ve 1600A’i aşmayan çok hücreli tasarımlar için bu metodun tanımlanmış olduğudur.İzlenecek yollar ve atıfta bulunulan yöntemler anlaşılır bir dile ilgili madde altında tanımlanmıştır.
10.11) Kısa devre dayanım dayanıklılığı
İmalatçının tasarımı beyan edilen kısa devre değerlerine dayanmalıdır, kullanılan kesiciler uygun bir şekilde devreyi açabilmelidir.
Dayanım kısa devre değeri için 10kA’i aşmayan donanım ve girişinde beklenen kısa devre değeri 17kA’i aşmayan donanımların bu testlere girmesine gerek yoktur.
Burada tasarım doğrulama kapsamında; tasarım özelliklerinin muayenesi ile doğrulama(10.11.3), testten geçmiş dizayn ile mukayese (10.11.4) ve test ile doğrulama yöntemleri(10.11.5) kullanılabilmektedir.
Ana devre için beyan dayanım akımının etkin ve tepe değeri, testin süresi, güç faktörü önemli hususlar olup, nötr ve toprak devrelerinde bağlantılar için özel şartlar tanımlanmıştır. Kesme kapasitesi deneylerinde ise 200 ms boyunca akıtılacak şekilde verilen akımın bu süre içinde fonksiyonel birim tarafından kesilmesi, bu işlem sırasında mekanik bozulmanın, izolasyon sorunlarının ya da koruma derecesinde bozulmaların oluşmaması gerekmektedir.
10.12) Elektromanyetik uyumluluk
Genel olarak cihazların karşılıklı etkileşiminin doğrulandığı deneylerde kablo yoluyla ve havadan olmak üzere uygulamalar gerçekleştirilir. Burada deneyler bağışıklık ve emisyon olarak iki ana grup altında toplanmıştır. Test içerikleri ile ilgili detaylı bilgi diğer makalelerden edinilebilir.
10.13) Mekanik tasarımın doğrulandığı deneyde 200 çevrim çalışan yapıların mekanik özelliklerinin korunması gerekmektedir.
Standardın 11. Maddesi imalatçıların fabrikalarında gerçekleştirmesi gereken deneyleri tanımlamıştır;
Doğrulama aşağıdaki kategorilerden meydana gelmelidir:
1. Yapılış (Madde 11.2 ilâ Madde 11.8’e bakılmalıdır)
- Mahfazaların koruma derecesi
- Yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunlukları
- Elektrik çarpmasına karşı koruma ve koruma devrelerinin bütünlüğü
- Gömülü bileşenlerin birleşmesi
- Dahili elektriksel devreler ve bağlantılar
- Harici iletkenler için bağlantı uçları
- Mekanik çalışma
2. Performans (Madde 11.9 ilâ Madde 11.10’a bakılmalıdır)
- Dielektrik özellikler
- Bağlantı, çalışma performansı ve fonksiyon
Standardın içinde bulunan EK D kısmı tasarım doğrulama için izlenilecek yolu tanımlayan bir rehber niteliğindedir. Bu tablo hangi maddedeki uygulamanın hangi yöntemler ile doğrulanabileceğini açıkça tanımlamıştır.12 maddelik ‘tip test’ süreçleri için;
- Deney gereksinimi
- Hesaplamanın uygulanabilirliği
- Tasarım kurallarının kullanılabilirliği tek tek analiz edilmiş ve imalatçı bilgisine sunulmuştur.