Elektrik sistemlerinde meydana gelen voltaj dalgalanmaları, hem ev hem de endüstriyel ortamlarda ciddi sorunlara yol açabilir. Bu nedenle ani voltaj düşüşleri veya yükselmeleri, elektronik cihazların zarar görmesine, makinelerin beklenmedik şekilde durmasına ve hatta yangın gibi büyük risklerin ortaya çıkmasına neden olur. Peki, voltaj dalgalanmalarının temel sebepleri nelerdir ve bu sorunlarla nasıl başa çıkabiliriz? Bu ve bu gibi sorulara cevap alabilmek için içeriğimize göz atabilirsiniz. Şimdiden keyifli okumalar ve iyi günler dileriz.
Voltaj Dalgalanması, elektrik şebekesindeki gerilimde meydana gelen ani yükselme veya düşüşlerdir. Bu değişiklikler, genellikle kısa süreli olup, voltajın normal çalışma seviyesinin dışına çıkarak elektrikli cihazların düzgün çalışmasını engelleyebilir.Bu bağlamda da şebekedeki yük değişiklikleri, cihazların aniden devreye girmesi veya kesilmesi, hatta şebeke arızaları gibi sebeplerle meydana gelir. Böylelikle de yüksek voltaj dalgalanmaları, cihazların aşırı ısınmasına, bozulmasına veya tamamen arızalanmasına yol açabilirken, düşük voltaj dalgalanmaları da cihazların verimsiz çalışmasına, güç kayıplarına ve hatta arızalara sebep olabilir. Bu nedenle mutlaka dalgalanmaları dengelemek amacıyla gerilim regülatörleri (AVR) veya kesintisiz güç kaynakları (UPS) gibi koruma sistemlerinin kullanılması önerilmektedir.
Voltaj dalgalanmasının da belli başlı çeşitleri vardır. Bunlar voltajın dalgalanmas türüne göre sınıflandırılmaktadır. Bahsi geçen bu çeşitler 6 gruba ayrılmaktadır. Bunlar; Ani gerilim artışları, Voltaj çökmesi, voltaj yükselmesi, harmonik bozulmalar, frekans dalgalanmaları, Kesintilerdir.Bahsi geçen bu voltaj dalgalanma çeşitlerini detaylı şekilde incelemek gerekirse;
Ani gerilim artışı, elektrik şebekesindeki voltajın kısa süreli ve ani bir şekilde normalden çok daha yüksek seviyelere çıkmasıdır. Bu artışlar genellikle birkaç milisaniye süren ve yüksek genlikli dalgalanmalardır. Meydana gelen bu dalgalanmalar surge (spike) olarak adlandırırken yıldırım düşmesi, elektrikli cihazların aniden devreye girmesi, motorların çalışmaya başlaması veya şebekedeki anahtar değişimlerinden kaynaklı meydana gelebilmektedir. Bu bağlamda bu tür ani voltaj artışları, hassas elektronik cihazların arızalanmasına, sigorta atmasına veya hatta kalıcı hasar görmesine neden olabilir. O yüzden bu tür voltaj dalgalanmaları yaşamamak adına mutlaka surge koruyucuları ve gerilim regülatörleri kullanılmasını önermekteyiz.
Bir diğer voltaj çeşidi olan voltaj çökmesi, elektrik şebekesindeki voltajın belirli bir süre boyunca, genellikle birkaç milisaniyeden birkaç saniyeye kadar normal seviyelerinin altına düşmesi durumudur. Bu durum genellikle yüksek güçlü cihazların devreye girmesi (örneğin, motorlar veya büyük makineler), şebeke hatalarından veya aşırı yüklenmelerden kaynaklı meydana gelmektedir. Bu nedenle de voltaj çökmesi cihazların çalışmaması, donma, düşük performans, aşırı ısınma veya bazı cihazların kapanması gibi sorunlara yol açabilir. O yüzden kesintisiz güç kaynakları (UPS) ve gerilim regülatörleri kullanılarak engellenebilir veya en aza indirilebilir.
Swell olarak da bilinen voltaj yükselmesi, voltaj seviyesinin kısa süreli, ancak normal seviyenin üzerinde bir artış göstermesi durumudur. Bu durum, genellikle birkaç saniye sürebilir ve şebeke üzerindeki fazlar arasındaki dengesizliklerden kaynaklı oluşabilir. Bu nedenle Voltaj yükselmesi, özellikle evdeki cihazların fazla güç talep etmesi, elektrikli cihazların aşırı yüklenmesi veya elektrik şebekesindeki arızalardan dolayı olur. Ortaya çıkan bu sorun, cihazların iç devrelerinin zarar görmesine, aşırı ısınmaya veya aşırı yüklenmeye neden olabilir. Bu yüzden de bu tür dalgalanmalara karşı, gerilim regülatörleri ve koruma cihazları kullanması gerekir.
Harmonik bozulmalarda elektrik şebekesindeki voltajın veya akımın istenmeyen frekanslar eklenmesiyle meydana gelen bir durumdur. Bu durum, genellikle elektronik cihazlar, inverterler veya motor sürücüler gibi cihazların çalışmasıyla ortaya çıkar ve şebekedeki temel frekansı (genellikle 50 Hz veya 60 Hz) bozar ve daha yüksek frekanslı dalgalanmalar (harmonikler) üretir. Harmonik bozulmalar, endüstriyel makinelerde aşırı ısınma, verimsiz enerji kullanımı, ekipman hasarı ve elektriksel gürültü gibi sorunlara yol açabilir. Bu nedenle harmonik filtreler ve uygun topraklama yöntemleri, bu bozulmaların etkilerini minimize etmek için kullanılabilir.
Frekans dalgalanmaları, elektrik şebekesindeki alternatif akımın frekansındaki değişikliklerdir. Bu değişiklikler frekansın normalden sapması, özellikle elektrik şebekesinin aşırı yüklenmesi veya jeneratörlerin dengesiz çalışması nedeniyle meydana gelir. Meydana gelen bu dalgalanmalar, elektrikli cihazların performansını etkileyebilir. Özellikle hassas motorlar ve zamanlama gerektiren cihazlar için ciddi sorunlar oluşturabilir. O yüzden de frekans dalgalanmaları, şebeke denetim sistemleriyle kontrol edilebilir ve endüstriyel tesislerde, sabit frekans gereksinimleri için özel frekans denetleyicilerinden yararlanılabilir.
Son voltaj dalgalanma çeşidi olan kesintiler, elektrik şebekesindeki voltajın tamamen kaybolması veya belirli bir süre boyunca düşük seviyelere inmesi durumudur. Bu durumda Blackout (Tam Kesinti), elektrik şebekesinin tamamen kapanması, yani hiç elektrik bulunmaması haliyken, Brownout (Kısmi Kesinti) ise, voltajın normal seviyenin altına düşmesi ancak tamamen kesilmemesi durumudur. Bu durumda blackout kesintileri, şebeke hatalarından, büyük güç santrali arızalarından veya doğal afetlerden kaynaklanırken, Brownout ise aşırı yüklenme veya jeneratörlerin dengesiz çalışması nedeniyle oluşur. Bu durumda hem blackout hem de brownout, evdeki ve endüstriyel cihazlarda ciddi hasara yol açabilir
Voltaj dalgalanmalarının birçok nedeni olabilmektedir. Bu nedenleri iki farklı grupta ele alabiliriz.Bu nedenlerden birincisi evlerde voltaj dalgalanmasının nedenleri ikincisi ise endüstriyel alanlarda voltaj dalgalanmasının nedenleridir. Bu nedenleri incelemek gerekirse;
Güçlü ev aletlerinin aynı anda açılması veya kapanması, elektrik şebekesinde ani bir yük değişikliğine yol açabilir. Bu durum, evdeki elektrik sisteminin aşırı yüklenmesine veya kısa süreli gerilim düşüşlerine neden olur. Özellikle, klima, elektrikli ocak gibi büyük cihazlar aynı anda çalışmaya başladığında, enerji talebi hızla artar. Bunun sonucunda da evin sigorta sisteminin devreye girmesine ya da elektriğin kesilmesine sebep olabilir.
Trafo merkezlerinin çalışmasındaki dengesizlik, elektrik enerjisinin doğru bir şekilde dağıtılamamasına neden olur. Trafolar, elektrik akımını doğru voltaj seviyelerine indirgemek için kullanılır. Ancak bu denge bozulduğunda, aşırı gerilim veya düşük gerilim durumları meydana gelebilir. Bu dengesizlik, evlerdeki elektrikli cihazlara zarar verebilir, ayrıca ağda elektrik kesintileri veya voltaj dalgalanmalarını yaşanır.
Elektrik iletim şebekelerindeki kazalar, genellikle arıza veya hasar nedeniyle elektrik akışının kesilmesine neden olur. Bu tür kazalar, iletim hatlarının kopması, yangın, yıldırım çarpması veya mekanik hasarlar sonucu oluşabilir. Oluşan bu hasarlar,, hem evlere hem de endüstriyel tesislere elektrik sağlanamamasına yol açar.
Elektrik şebekesinde nötr hattının kopması, elektrik akışını ciddi şekilde etkiler. Çünkü Nötr, sistemdeki dengeyi sağlamak için kritik bir rol oynar. Örneğin; Nötr hattı koparsa, evdeki veya işyerindeki tüm elektrikli cihazlar yanlış gerilimle çalışabilir. Bu durumda, cihazların bozulmasına veya yangın gibi tehlikelere neden olur.
Topraklama, elektrikli cihazların güvenli bir şekilde çalışabilmesi için kritik öneme sahiptir. Topraklama hattının zayıflaması, cihazların aşırı ısınmasına, elektrik çarpmalarına veya yangınlara yol açabilir. Topraklama hatası, özellikle eski binalarda veya kötü montaj edilmiş sistemlerde daha sık görülür.
Elektrik şebekesinin aşırı yüklenmesi, şebekedeki tüm hatların ve trafoların kapasitesinin üzerine çıkılması anlamına gelir. Bu durum, genellikle büyük enerji taleplerinin olduğu bölgelerde görülür. Aşırı yüklenmiş bir şebeke, voltaj düşüşlerine, cihazların düzgün çalışmamasına veya aşırı ısınmaya neden olabilir. Ayrıca, sistemdeki güvenlik önlemleri devreye girerek kesintilere yol açabilir.
Kalitesiz elektrik tesisatı, elektrik sisteminin düzgün çalışmamasına, yüksek enerji tüketimine ve cihazların hasar görmesine neden olabilir. Bu tür tesisatlar, hatalı kablo bağlantıları, uygun olmayan malzemeler veya eski altyapı kullanımı gibi sorunlar içerir. Ayrıca, elektriksel arızaları ve yangın riskini de artırır.
Endüstriyel ekipmanların bitişik bir güç iletim ağına dahil edilmesi, elektrik şebekesinin kararsız hale gelmesine neden olabilir. Bunun temel nedeni Endüstriyel makineler genellikle yüksek miktarda enerji talep etmesi olarak adlandırılabilir. Bu durumda, ağda voltaj dalgalanmalarına veya aşırı yüklenmesine sebep olur. Bahsi geçen bu tür cihazlar, düzgün çalışması için düzgün bir enerji tedarikine ihtiyaç duyar ve ağdaki dengesizlikler endüstriyel üretimi etkileyebilir.
Titreme etkisi, elektrik sistemindeki dalgalanmalardan kaynaklanabilir ve özellikle motorlar, ışıklar veya diğer elektrikli cihazlar üzerinde görülebilir. Bu tür etkiler, cihazların çalışma verimliliğini düşürebilir ve uzun vadede cihazlara zarar verebilir. Ayrıca, hassas elektronik cihazlar üzerinde daha büyük sorunlara yol açar.
Yıldırım düşmesi, elektrik iletim hatları için ciddi bir tehdit oluşturur. Yıldırım, yüksek gerilim ve ani akımlar üretir. Bunun sonucunda da hatlar zarar görür, sigortaları atar ve elektrik kesintileri meydana gelebilir. Bu yüzden de yıldırımın düşmesi sonucu oluşan yüksek akımlar, güvenlik sistemlerinin devreye girmesini sağlayabilir. Ancak bazen şebekede büyük kesintiler yaşanabilir.
Büyük güç çeken makineler ve motorlar, endüstriyel tesislerde yaygın olarak kullanılmaktadır ve genellikle yüksek enerji tüketimi nedeniyle şebeke üzerindeki yükü artırabilir. Bu tür makineler, yüksek akım çekerken, anlık gerilim dalgalanmaları ve faz kaymaları gibi sorunlar yaratabilir. Ayrıca, motorların başlatılması sırasında ani güç çekişi, şebekeye zarar verebilir ve bu da sistemin verimli çalışmasını engeller. Bu nedenle, büyük güç çeken makineler için enerji izleme ve koruma sistemlerinin kurulması önemlidir.
Kötü elektrik şebekesi ve yetersiz altyapı, endüstriyel tesislerde sıkça karşılaşılan problemlerden biridir. Elektrik iletimi sırasında meydana gelen voltaj düşüşleri, dalgalanmalar ve yetersiz bağlantılar, makinelerin doğru çalışmasını engelleyebilir. Şebekedeki zayıf bağlantılar, enerji kayıplarına neden olurken, aynı zamanda ekipmanların ömrünü kısaltabilir ve arızalara yol açabilir. Yetersiz altyapı da, sistemin genel verimliliğini olumsuz etkileyebilir ve iş süreçlerinde aksamalara yol açabilir.
Harmonik bozulmalar, genellikle invertörler, güç elektroniği cihazları ve diğer dijital ekipmanlar tarafından üretilen distorsiyonlardır. Meydana gelen bu bozulmalar, elektrik şebekesinin sinüzoidal dalga formunu bozar ve cihazların verimli çalışmasını engeller. Bu kapsamda elektronik yükler, harmonik bozulmaların başlıca sebeplerindendir ve endüstriyel sistemlerde enerji kalitesini düşürerek sistemde aşırı ısınma, ekipman arızaları ve verimsizliklere yol açabilir.
Makinelerde meydana gelen kısa devreler, elektriksel arızaların başında gelir ve ciddi güvenlik riskleri oluşturabilir. Oluşan bu kısa devreler, yüksek akım çekişine ve aşırı ısınmaya yol açarak, ekipmanlara zarar verebilir. Bu durum, şebeke üzerindeki dengesiz yükleri artırabilir ve bu da sistemin genel performansını düşürebilir. Ayrıca, kısa devreler jeneratörlere, elektrik motorlarına ve diğer kritik bileşenlere de zarar verir. Bu yüzden kısa devre koruma sistemlerinin kullanımı oldukça önemlidir.
Dengesiz faz yüklemesi, üç fazlı elektrik sistemlerinde sıkça karşılaşılan bir sorundur. Bahsi geçen bu sorun yüklerin dengesiz bir şekilde dağıtılmasına ve şebekede voltaj dengesizliğine yol açarak, cihazların verimsiz çalışmasına, hatta arızalanmasına neden olur. Aynı zamanda dengesiz faz yüklemesi, elektrik motorlarında aşırı ısınma ve aşırı akım gibi sorunlara yol açtığından, faz dengeleme tekniklerinin uygulanması gereklidir.
Endüstriyel kaynaklar ve ağır elektrikli cihazlar, genellikle yüksek güç tüketirler ve şebekeye yük bindirirler. Bu cihazlar, çalışma sırasında enerji dalgalanmalarına ve harmonik bozulmalara neden olacağından şebeke üzerinde ani yük değişimleri ve gerilim dalgalanmaları oluşturarak, cihazların performansını olumsuz yönde etkileyebilir. Endüstriyel tesislerde, ağır cihazların etkisini minimize etmek için doğru enerji yönetim sistemlerinin uygulanması önemlidir.
Jeneratörler, elektrik şebekesindeki dalgalanmalara ve kesintilere karşı bir yedekleme kaynağı olarak kullanılır. Bu bağlamda jeneratörlerin düşük yükle çalışması, voltaj dalgalanmalarına neden olabilir ve bu durum, bağlı cihazların performansını olumsuz etkileyebilir. Ayrıca, jeneratörler, şebeke ile senkronize olmadığı durumlarda, frekans dengesizliklerine ve dalgalanmalarına da neden olur. Bu nedenle, jeneratörlerin doğru bir şekilde izlenmesi ve şebeke ile uyumlu hale getirilmesi gereklidir.
Gerilim dalgalanmalarının belli başlı sonuçları vardır. Bu sonuçlar genel manada motorların hızında dalgalanmalara, elektrikli cihazların aşırı ısınmasına ve elektronik sistemlerde hata mesajlarının oluşmasına neden olabilir. Ayrıca hassas cihazlar için ciddi risk oluşturabilir. Çünkü gerilim dalgalanması, bileşenlerin erken yaşlanmasına ve performans kaybına yol açar. Bunun sonucunda da endüstriyel makinelerde gerilim dalgalanması, motorların ve makinelerin arızalanmasına, üretim süreçlerinin aksamasına, hatta büyük çapta üretim kayıplarına neden olabilir. Bu bağlamda elektriksel donanımın korunması için gerilim dalgalanmalarını önlemek amacıyla, gerilim regülatörleri ve UPS (kesintisiz güç kaynağı) gibi koruma sistemlerinin kullanılması büyük önem taşır.
Gerilim dalgalanmaları, tüketiciler için doğrudan ve dolaylı maliyetler yaratabilir. Özellikle Elektrik sistemindeki ani voltaj değişiklikleri, evlerde ve işyerlerinde kullanılan elektronik cihazların, motorların ve makinelerin zarar görmesine yol açabilir.. Bu durum, cihazların onarım ve değiştirilmesi için yüksek maliyetler gerektirebilir. Ayrıca, sürekli gerilim dalgalanması, enerji verimliliğini olumsuz etkilediğinden, daha fazla enerji tüketimine yol açarak yüksek elektrik faturalarına sebebiyet verir. Bu durumda endüstriyel tesislerde, üretim hatlarında meydana gelen aksaklıklar ve makine duruşları da doğrudan finansal kayıplara yol açar. Gerilim dalgalanmaları ayrıca, şebeke üzerinden sağlanan elektrik enerjisinin kalitesini düşürerek, tüketicilerin daha pahalı yedekleme sistemleri ve enerji düzenleyici cihazlar kullanmalarını zorunlu kılabilir.
Sonuç olarak, tüketiciler gerilim dalgalanmalarından, hem doğrudan cihaz arızalarından hem de enerji tüketimindeki verimsizliklerden dolayı önemli ekonomik kayıplar yaşayabilir.
Evet, voltaj dalgalanmaları, elektrikli cihazlarda aşırı ısınmaya, izolasyon bozulmalarına ve kısa devrelere yol açarak yangın riskini artırabilir. Özellikle yetersiz elektrik tesisatı veya aşırı yüklenmiş devreler, dalgalanmalara karşı daha savunmasız olup, kıvılcım oluşumuna ve kabloların erimesine neden olur.
Endüstriyel cihazlar, hassas kontrol sistemleri ve yüksek güçlü motorlarla çalıştığından, voltaj dalgalanmaları bu sistemlerin verimini düşürerek, arızalara ve beklenmedik duruşlara neden olabilir. Bu durumda aşırı veya düşük voltaj, makinelerin ömrünü kısaltarak bakım maliyetlerini artırabilir.
Voltaj dalgalanmaları, osiloskop, dijital voltmetre veya güç kalitesi analizörleri gibi cihazlarla ölçülebilir. Bu cihazlar, anlık gerilim değişimlerini tespit eder ve sistemdeki anormallikleri analiz ederek koruyucu önlemler alınmasını sağlar.
Dalgalanmalar, motorlarda aşırı akım çekilmesine, kontrol sistemlerinde hata mesajlarına, PLC (Programlanabilir Lojik Kontrolör) arızalarına ve elektrik bileşenlerinde erken aşınmalara neden olur. Bu durum, üretim süreçlerinde ciddi verim kayıplarını da meydana getirir.
Ani voltaj düşmeleri ve yükselmeleri, makinelerin plansız şekilde durmasına, hatalı üretimlere ve kalitesiz ürünlere neden olabilir. Ayrıca, uzun süreli voltaj düzensizlikleri, sistemde tekrar eden arızalara ve üretim kayıplarına yol açarak işletmeler için büyük maddi zararlara sebebiyet verir.
Evlerde elektrik tesisatının yılda en az bir kez uzman bir elektrikçi tarafından kontrol edilmesi önerilir. Özellikle eski binalarda veya sık elektrik kesintisi yaşanan bölgelerde, tesisat ve prizlerin düzenli olarak bakımdan geçirilmesi gerekir.
Voltaj dalgalanmaları hem şebeke kaynaklı hem de ev içi tesisat kaynaklı olabilir. Şebeke kaynaklı sorunlar genellikle bölgesel elektrik altyapısı ve enerji dağıtımından kaynaklanırken, tesisat kaynaklı dalgalanmalar genellikle eski veya aşırı yüklenmiş kablolar, yanlış bağlantılar ve düşük kaliteli elektrik panolarından kaynaklanabilir. Bu sebeple uzman bir elektrikçi tarafından yapılacak analiz, sorunun kaynağını belirlemeye yardımcı olabilir.
Turkish 
English