OG Kablo Başlığı Montajı Neden Uzmanlık İster? Sık Hatalar ve VLF / Tan Delta Testleri

OG kablo başlığı, XLPE yalıtımlı orta gerilim kablosunu hücreye, trafoya veya havai hatta bağlarken kablo ucundaki elektrik alanını kontrol altına alan ve yalıtımı dış ortama karşı koruyan donanımdır; kablo eki ise iki kablo parçasını yalıtım ve ekran sürekliliğini koruyarak birleştirir. Kablonun yarı iletken ekranının sona erdiği noktada alan çizgileri yoğunlaşır ve başlığın asıl görevi bu yoğunlaşmayı gerilim kontrol elemanlarıyla dağıtmaktır. Bu nedenle başlık basit bir yalıtım kılıfı değil, kablo sisteminin elektriksel olarak en hassas parçasıdır.

Sahada en sık kullanılan tipler ısıyla daralan (heat-shrink), soğukta daralan (cold-shrink) ve önceden kalıplanmış geçmeli (push-on) başlıklardır. Kullanım yerine göre iç ortam ve dış ortam başlıkları ayrılır; dış ortam başlıklarında yüzeysel kaçak yolunu uzatan etekler bulunur. Kompakt hücrelerde ve trafo bağlantılarında ise ekipmanın buşing arayüzüne takılan ekranlı T-tipi (fişli) başlıklar yaygındır.

Eklerde de benzer teknolojiler kullanılır; aksesuar seçilirken kablo kesiti, iletken malzemesi (bakır veya alüminyum), yalıtım çapı aralığı ve gerilim sınıfı birlikte doğrulanmalıdır. Aksesuarların tip testleri IEC 60502-4 ve HD 629.1 gibi standartlarla tanımlanır; sahada belirleyici olan ise ürünün montaj talimatına harfiyen uygun şekilde uygulanmasıdır.

En sık hatalar; yarı iletken ekranın düzgün kesilmemesi, yalıtımın bıçakla çizilmesi, soyma ölçülerinin montaj talimatından sapması ve temizliğin yanlış yapılmasıdır. Yarı iletken kesim kenarında kalan tırtıklar, yalıtım yüzeyinde bırakılan karbon izleri veya gerilim kontrol elemanının kesim kenarına göre yanlış konumlanması, alanın tam da korunması gereken noktada yoğunlaşmasına yol açar.

Temizlik başlı başına bir disiplindir: yalıtım yüzeyi, üreticinin onayladığı temizleyiciyle ve yalıtımdan yarı iletken ekrana doğru tek yönde silinmelidir. Ters yönde silmek iletken parçacıkları yalıtımın üzerine taşır; toz, nem ve el teri de benzer etki yapar. Yağmurlu veya tozlu havada koruyucu çadır kurmadan montaj yapmak bu riski belirgin biçimde büyütür.

Mekanik tarafta yanlış kalıpla sıkılan kablo pabuçları, çapağı alınmamış bağlantı elemanları, ısıyla daralan malzemenin düzensiz ısıtılmasıyla oluşan hava boşlukları ve gevşek topraklanan ekran telleri öne çıkar. T-tipi başlıklarda buşing arayüzüne gresin eksik uygulanması, başlığın yuvasına tam oturmaması ve cıvata torkunun kontrol edilmemesi tipik hatalardır. Kablonun minimum bükülme yarıçapının altında bükülmesi veya ağırlığının başlığa asılı bırakılması da arayüzü uzun vadede zorlar.

Montaj kusurlarının büyük bölümü ilk enerjilendirmede değil, kısmi deşarjla başlayan yavaş bir bozulma sürecinin sonunda delinmeye dönüştüğü için arıza aylar sonra ortaya çıkar. Kusurlu noktada yoğunlaşan elektrik alanı, küçük hava boşluklarında veya kirli arayüzlerde her gerilim periyodunda tekrarlanan mikro deşarjlar üretir. Bu deşarjlar yalıtımı adım adım aşındırır ve zamanla elektriksel ağaçlanma ya da yüzeysel iz yolu (tracking) oluşturur.

Süreç kusurun şiddetine, işletme gerilimine, sıcaklık döngülerine ve nem koşullarına bağlı olarak haftalar, aylar hatta yıllar sürebilir. Başlık veya ek içine sızan nem yalıtımın bozulmasını hızlandırır; gevşek bir pabuç bağlantısı ise ısınarak çevresindeki yalıtımı termal olarak yaşlandırır. Sonuç çoğu zaman aynıdır: beklenmedik bir faz-toprak arızası, hücre veya trafo tarafında hasar ve plansız duruş.

Zincir kısaca şöyle özetlenebilir: montaj hatası, yerel alan yoğunlaşması, kısmi deşarj, yalıtım erozyonu ve sonunda delinme. Bu nedenle enerji verildikten sonra hattın sorunsuz çalışıyor görünmesi başlığın sağlam olduğunu kanıtlamaz; kusur, test edilip bulunmadığı sürece sistemde beklemeye devam eder.

Yeni bir OG kablo hattında devreye alma öncesi temel set; görsel ve dokümantasyon kontrolü, faz ve süreklilik kontrolü, yalıtım direnci ölçümü, dış kılıf testi ve VLF gerilim dayanım testidir. Mümkün olduğunda bu set tan delta ve kısmi deşarj ölçümleriyle desteklenir, yalıtım direnci de dayanım testinden sonra tekrar ölçülür. Test öncesinde gerilim trafoları ve parafudrlar gibi test gerilimine uygun olmayan ekipman devreden ayrılmalı, kablo uçlarının bağlantı düzeni hücre ve aksesuar üreticisinin talimatına göre kurulmalıdır.

Yaygın uygulamada VLF testi 0,1 Hz frekansta yapılır; test gerilimi ve süresi ise esas alınan yaklaşıma göre değişir. IEC 60502-2 ve HD 620 yaklaşımında 3U0 ve en az 15 dakika, IEEE 400.2 yaklaşımında ise gerilim sınıfına göre tablo değerleri ve 30-60 dakika kullanılır; hangi yaklaşımın geçerli olduğu sözleşmede önceden tanımlanmalıdır. Burada U0, kablonun faz-toprak anma gerilimidir; örneğin 3U0 yaklaşımında 12/20 kV bir kabloda U0 12 kV olduğundan test gerilimi 36 kV (efektif) olur. Yeni tesislerde genellikle 15 ile 60 dakika arasında süreler kullanılır ve bu değer işveren şartnamesinde açıkça yazılmalıdır.

XLPE kablolarda yüksek DC gerilim testi, IEEE 400 ve üreticilerin çoğu tarafından artık önerilmez; IEC 60502-2 yeni döşenmiş kablolar için 4U0 / 15 dk DC seçeneğini hâlâ listeler, ancak bu seçenek işletmeye girmiş kablolarda kullanılmamalı ve yalıtıma zarar verebileceği uyarısıyla değerlendirilmelidir. DC gerilim XLPE yalıtımda uzay yükü birikimine yol açabilir, AC işletmede sorun çıkaracak bazı kusurları ortaya çıkarmayabilir ve özellikle işletmede yaşlanmış kablolarda enerjiye dönüşten sonra arızayı tetikleyebilir. Testler kalibrasyonu geçerli cihazlarla yapılmalı, her faz için gerilim, süre, ölçüm değerleri ve ortam koşulları kayıt altına alınmalıdır.

VLF dayanım testi geçti/kaldı sonucu verir, tan delta ölçümü yalıtımın genel durumunu ve nem etkisini gösterir, kısmi deşarj ölçümü ise kusurun varlığını ve yerini ortaya koyar. Üçü birbirinin alternatifi değil, tamamlayıcısıdır. Yalnız dayanım testiyle yetinmek, test süresi içinde delinmeye dönüşmeyen ama işletmede büyüyecek kusurları görünmez bırakabilir.

Tan delta (dielektrik kayıp faktörü) ölçümü genellikle 0,5U0, U0 ve 1,5U0 gibi kademelerde yapılır. Değerlendirmede üç göstergeye bakılır: ölçüm boyunca değerin kararlılığı, gerilim arttıkça değerdeki artış (tip-up) ve mutlak seviye. IEEE 400.2 gibi kılavuzlar sonuçları "işlem gerekmez", "ileri inceleme önerilir" ve "müdahale gerekir" şeklinde sınıflandırır; asıl kazanç ise aynı hattın yıllar içindeki eğilimini izleyebilmektir.

Kısmi deşarj ölçümünde deşarj büyüklüğü pikokulon (pC) cinsinden, başlama ve sönme gerilimleriyle birlikte kaydedilir; ölçüm prensipleri IEC 60270 ile tanımlanmıştır. Zaman bölgesi reflektometrisi (TDR) sayesinde deşarjın kablonun hangi mesafesinden geldiği belirlenir ve kaynağın başlık, ek veya kablo gövdesi olduğu ayırt edilir. Doğru monte edilmiş yeni bir XLPE sistemde test gerilimlerinde anlamlı kısmi deşarj beklenmez; bir başlık bölgesinde deşarj görülmesi çoğunlukla montaj kusuruna işaret eder.

Test başarısız olursa hat enerjilendirilmez; önce arızanın yeri bulunur, kök neden belirlenir, kusurlu bölüm yeniden yapılır ve hat baştan test edilir. VLF sırasında delinme olduysa arıza yeri önce reflektometri (TDR) ve darbe jeneratörü (thumper) ile ön konumlanır, ardından akustik/elektromanyetik yöntemlerle sahada noktasal olarak tespit edilir. Kısmi deşarj bir başlıkta lokalize edildiyse, o başlık sökülür ve yeni bir aksesuarla yeniden monte edilir.

Tan delta değerlerinin yüksek veya kararsız çıkması tek başına delinme anlamına gelmez; ancak kablo uçlarında ya da eklerde nem girişini veya aksesuar arayüzünde kirlenmeyi düşündürür ve ileri inceleme gerektirir. Bu aşamada sökülen başlığın yüzey incelemesi, fotoğraflı montaj kayıtları ve aksesuar parti numaraları kök nedeni anlamayı kolaylaştırır.

Onarım sonrası test yalnız onarılan noktayı değil, hattın tamamını kapsamalıdır. Bir kez enerji verip sonucu görme yaklaşımı, arızanın hücre veya trafo içinde, çok daha pahalı bir noktada gerçekleşmesi riskini doğurur. Kabul kriteri sağlanmadan geçici kabul tutanağı imzalanmamalıdır.

Aranması gereken temel yeterlilikler; kullanılan aksesuar markasının montaj eğitimini almış ve bunu belgeleyebilen ekip, doğru takım ve kalıplar, kalibrasyonlu test cihazları ve her başlık için izlenebilir montaj kaydıdır. Montajcının ilgili gerilim sınıfında deneyimli olması ve mesleki yeterlilik belgelerine sahip olması, montaj talimatının sahada eksiksiz uygulanmasının ön koşuludur.

İyi bir yüklenici her başlık için montajı yapan kişiyi, tarihi, aksesuar parti numarasını, kritik adımların fotoğraflarını ve kullanılan pabuç sıkma kalıbını kayda geçirir. Test raporunda ise yöntem, gerilim ve süre, tan delta ve kısmi deşarj değerleri ile kabul kriteri açıkça yazılmalıdır; bu belgeler hem garanti sürecinde hem de yıllar sonraki eğilim analizinde referans olur.

Miratek Elektrik, Türkiye genelindeki orta gerilim taahhüt ve yeraltı şebeke işlerinde kablo çekimi, başlık montajı, topraklama bağlantıları ve devreye alma öncesi test planını tek bir iş akışı olarak ele alır. Killik RES sahasında Chint Power Systems için yürüttüğümüz BESS elektrik işlerinde kablo başlığı montajı, kablo çekimi, fiberoptik ve topraklama iş kalemlerimiz arasındaydı. RES, BESS ve trafo merkezi projelerinde başlık montajını ve testleri birbirinden kopuk işler olarak değil, aynı kalite zincirinin halkaları olarak planlıyoruz.