Elektrik şalt cihazları: Nedir ve hangi bileşenlerden oluşur?

Elektrik şalt cihazları veya anahtarlama donanımı, şebekenin verimli bir şekilde çalışmasını sağlamak için gerekli olan çok çeşitli cihazları kapsar

Günlük hayatımızda, gözlerimizin farkında olmadan elektrik arzımızı sağlamak için kullanılan çok sayıda cihaz, derinlemesine düşünüldüğünde bunaltıcı olabilir. Bu elemanlar kümesine genellikle elektrik şalt cihazları denir ve elektrik enerjisinin üretiminden dağıtımına ve ardından uç noktalarda tüketimine kadar olan yolculuğunda mevcut olan, mükemmel bir şekilde birbirine bağlı sistemlerden oluşan bir ağ oluşturur. Ancak, mucizevi sıradanlığı sıradanlaştırmadaki kritik rolüne rağmen, bu şalt cihazının hangi elemanlarının parçası olduğunu veya birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini tam olarak bilmiyoruz. Bugün, bu ve diğer yönleri açıklayarak bu konuyu ele almayı amaçlıyoruz. Gelin, derinlemesine inceleyelim.

Daha önce de söylediğimiz gibi, şalt cihazları, elektrik enerjisini güvenli ve verimli bir şekilde kontrol eden, yöneten, ölçen, koruyan, dönüştüren ve dağıtan, farklı düzeylerde teknolojik gelişmelere sahip cihazlar kümesi olarak tanımlanabilir. Belirli rolleri aracılığıyla evlerimizin, iş yerlerimizin, endüstrilerimizin, kritik altyapılarımızın, ulaşım sistemlerimizin veya enerji üretim tesislerimizin normal şekilde çalışmasını sağlarlar. Konumlarına ve işlevlerine bağlı olarak dış mekana veya iç mekana kurulabilen bu alışılmadık elemanlar, toplumun elektriklenmesini sağlayarak, iklim değişikliğiyle mücadelemizde yenilenebilir enerjilerin entegrasyonunu daha da kolaylaştırır. Işıklarımızı çalıştıran, cihazlarımızı çalıştıran, elektrikli araçlarımızı şarj eden veya yiyeceklerimizi koruyan her kilovoltun arkasında, bunu mümkün kılan teknolojik bir cihaz yatmaktadır.

Bu sistemler manzaralarımızın her yerine yayılmış durumda: enerjiyi şehirlere taşımak için tarlalarımızdan geçen kablolar, sanayi veya kasabaların dış mahallelerine serpiştirilmiş trafo merkezleri, kaldırımlarımızın üstünde ve altında prefabrik beton trafo merkezleri, evlerimizin yakınındaki düşük voltajlı paneller… Özünde, zamanımızın en büyük teknolojik harikalarından birini temsil eden, ikinci sanayi devrimini mümkün kılan ve günümüz toplumumuzu şekillendiren unsurların oluşturduğu bir dünya.

Şalt cihazlarının elemanları nasıl sınıflandırılır?

Elektrik şalt cihazlarını aşağıdaki sınıflara göre ayırabiliriz:

Fonksiyon türü

• Anahtarlama donanımır: bağlantı ve ayırma cihazları (ayırıcılar, şalterler, kontaktörler…).
• Koruyucu ekipman: diğer elemanların çalışmasını sağlayan, besleme kesintilerini önleyen sistemler (sigortalar, devre kesiciler…).
• Ölçüm ekipmanı: elektrik tüketimini hesaplayan ekipmanlar (sayaçlar).
• Düzenleme dişlisi: elektrik koşullarını tüketim ihtiyaçlarına göre uyarlar (düşük voltajlı paneller).
• Kontrol dişlisi: manuel, otomatik veya uzaktan kumandalı sistemler (röleler).
• Reaktans bobinleri ve kondansatörler.

Voltaj seviyesine göre

• Alçak gerilim (AG): ≤ 1.000 V AC, ≤ 1.500 V DC.
• Orta gerilim (OG): 1 ila 36 kV (45 kV’a kadar ulaşabilir).
• Yüksek gerilim (HV): 45 ila 220 kV.
• Ekstra Yüksek Gerilim (EHV): >220 kV.

Konuma göre

• İç mekan kurulumları: korunaklı bir mekanda (bina, beton ve/veya metal sacdan yapılmış prefabrik yapı…) bulunan, su, soğuk, sıcak gibi dış çevresel etkenlerden korunmuş elemanlar…
• Açık hava kurulumları: Kurulum açık havada yapılır ve cihazlar iklimsel faktörlere maruz kalacak şekilde tasarlanmıştır. Örnek olarak kablolar, iletim kuleleri veya direk trafoları verilebilir.

Korumaya göre

• Korunmasızveya açık: koruyucu kılıfı olmayan cihazlar.
• KorunmuşMetalik muhafazalı olanlar: Ömürlerinin uzun olmasını sağlamak için bir kaplamaya sahip olanlar.

Şalt ekipmanlarının kullanımları

• Yerel tesisatlar: aydınlatma sistemleri, prizler, cihazlar, güvenlik sistemleri vb.
• EndüstriyelTesisler: Makinelerin kontrolü, otomasyon sistemleri, büyük ekipmanlara güç dağıtımı, devre koruması gibi endüstriyel uygulamalar için kullanılır.
• Halk tesisler: Kamusal aydınlatma, ulaşım sistemleri, kamu binalarına güç sağlanması gibi alanlarda kullanılır.
• ElektrikŞebekeler: Elektrik enerjisinin üretilmesi, depolanması, dağıtılması, kontrol edilmesi veya dönüştürülmesini desteklemek gibi işlevleri vardır.

Elektrik şalt tesisleri hangi elemanlardan oluşur?

Elektrik şalt ekipmanları; alçak gerilim panoları, trafolar, kablolama, enerji sayaçları gibi çok çeşitli elemanlardan oluşur.

Bunlardan en önemlilerine bir bakalım:

• Kablolama:Yeraltı hatlarında bulunan veya kuleler ve direkler arasında görülen birincil elektrik iletkeni.
• Elektriktransformatörler: Tüketim ihtiyacına göre elektrik değerlerinin ayarlanması için kullanılır.
• Şalt cihazları veya kesiciler: Hat anahtarları, koruyucu cihazlar ve/veya sayaçlar olarak kullanılırlar.
• Alçak gerilim panoları:Elektriği son tüketim noktalarının özel kullanımlarına göre uyarlayın.
• Trafo istasyonları:Daha önce bahsedilenler gibi çeşitli unsurları beton prefabrik veya metal bir muhafaza altında bir araya getirerek bütünleşik bir çözüm sunar.
• Metreler: Son elektrik kullanıcılarının tüketim seviyelerinin ölçülmesi açısından kritik öneme sahiptir.
• Kontrol ve koruma elemanları:Elektrik şebekesinin beyni olarak görev yapar, diğer elemanlarla iletişim halinde olarak şebekenin otomasyonuna ve uzaktan yönetilmesine olanak sağlar.

Dolayısıyla, hem elemanların tasarımı hem de elektrik şalt tesislerinin bir bütün olarak konfigürasyonu güvenilir bir güç kaynağı sağlar.

Dijitalleşme ve otomasyon, şebekenin geleceğinin garantisi

Bu bağlamda şalt ekipmanlarının bugünü ve geleceği, dijitalleştirilmesi ve otomasyonunun sağlanması etrafında şekillenmektedir.Ormazabal’ın Akıllı Şebekeler bölümünün yöneticisi Jose Maria Torres bu konsepti şöyle tanımlıyor:Torres, mevcut jeopolitik ve dışsal faktörlerin “elektrik sektörünün yenilenebilir enerji üretiminin daha fazla entegre olduğu ve daha fazla sürdürülebilirliğe sahip bir dünyaya doğru dönüşümünü hızlandırdığını” savunuyor. Bu, “Avrupa Komisyonu ve İspanya hükümetinin, PNIEC aracılığıyla, elektrik sektöründeki şirketler tarafından paylaşılan bir hedef olan sürdürülebilirliğe doğru küresel bir dönüşümü hedeflemede bir araya geldiği bir alan.”