Kimya Laboratuvarı

Kimya Laboratuvarımızda, trafo ve elektrik cihazlarında kullanılan yalıtım yağlarının kalite kontrol testleri ile trafoda gelişmekte olan arıza ve olayları araştırmak üzere gaz analizleri yapılmaktadır. Laboratuvarımız, TS EN 17025 Standardına uygun olarak görev yapar ve TÜRKAK tarafından akredite edilmiştir. Kullanılandığımız deney cihazları ve ölçüm yöntemleri; IEC, ISO, ASTM, VDE, BS, JIS, TSE ve TEİAŞ gibi ulusal ve uluslararası normlara uygun olarak belirlenmiştir. Test ve analiz sonuçları, konusunda uzman olan deneyimli ekipler tarafından ve standartlar doğrultusunda yorumlanır.

Kimya Laboratuvarımızda modern cihazlarla yapılan ölçümler; yağ testleri ve gaz analizleri olmak üzere iki yönlü olarak gerçekleşir.

1 - YAĞ TESTLERİ

Trafoda meydana gelen termik, elektrik ve mekanik olaylar ve arızalar sırasında; yalıtım yağı kirlenir, bozulur veya yaşlanarak faydalı özelliklerini kaybeder. Böyle yağlar hem görevini tam olarak yerine getiremez, hemde temas ettiği malzemeye zarar verir ve elektriksel izolasyonu zayıflatır. Bu nedenle yalıtım yağları; taşıma, depolama ve işletmede görev yaptığı sürece düzenli olarak denetim altında tutulması gerekir. Özellikle işletmedeki trafolarda, periyodik olarak yağ ölçümlerinin yapılması oldukça önem taşır. Yağın kalite özelliklerini araştırmak ve bozulma derecesini belirlemek için yapılan testler; kimyasal, fiziksel ve elektriksel olmak üzere üç bölüme ayrılır.

Kimya laboratuvarımızda yapılan testler şunlardır;

        ·      Delinme Gerilimi

        ·      İç yüzey Gerilimi

        ·      Güç Faktörü

        ·      Asit Miktarı

        ·      Su Miktarı

        ·      Yoğunluk

        ·      Viskozite

        ·      Renk Sayısı

        ·      Anilin Noktası

Delinme Gerilimi: Belli koşullar altında ve enerjili iki elektrot arasında bulunan bir yalıtım yağının, delindiği veya dayandığı gerilimin volt olarak değeridir. Yağın izolasyon derecesini gösterir. Yağda bulunan suyun miktarı ve partikül sayısı, bu ölçümün sonucuna direk etki eder.

İç Yüzey Gerilimi: Yağ ve su yüzeyleri arasından, yağ film yüzeyini çekerken kopması için gerekli olan kuvvettir. Servisteki yağlarda iç yüzey geriliminin düşmesi; yağın kirli olduğuna, bozulduğuna veya yaşlandığına işaret eder.  

Güç Faktörü: Yağa uygulanan sinüzoidal gerilim ile toplam akım arasındaki faz açısının kosinüsüdür. Ölçülen yüksek bir değer, yağın kimyasal olarak kirlendiğini veya yaşlanarak oksidasyon ürünlerinin artığını gösterir.

Asit Miktarı: Yağda oluşan asidik maddelerin toplam oranını gösterir. Ölçülen yüksek değerler; boya, vernik ve diğer yabancı maddelerle yağın kirlendiğini veya yaşlandığını gösterir. Yağın içindeki asidik maddelerin oranı arttıkça, yağın yalıtım özelliği daha çok bozulmaya başlar. Metal malzemenin korozyona uğramasına ve selüloz kısmın erken yıpranmasına yol açar. Isı transferini de zorlaştırır.

Su Miktarı: Yağdaki su miktarının en az düzeyde olması gerekir. Yalıtım sistemine ve elektriksel dayanıma doğrudan etki eder. Ayrıca oksidasyon ürünleri ve diğer kirleticilerle kararlı kompleksler meydana getirerek, yağın güç faktörünü olumsuz yönde etkiler.  

Yoğunluk: Belli sıcaklıktaki bir yağın birim hacminin, kütlesine olan oranıdır. Soğuk iklimlerde, yoğunluğu sudan ve buzdan daha küçük olan yağlar kullanılmalıdır. Aksi durumda ise, su ve buz parçacıkları yağın içinde yüzeceği için iletken bölgelerde elektriksel deşarjlara yol açar.

Viskozite: Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Soğutma özelliğine direk etki eden bir özelliktir. Düşük viskoziteli yağlar daha iyi soğutma sağlar. Sıcaklık düştükçe viskozite yükseleceği için yağ dolaşımı yavaşlar ve soğutma işlemi zorlaşır. Bu nedenle, soğuk iklimlerde düşük viskoziteli yağlar kullanılmalıdır. Yağlar yaşlanma sürecine girdiğinde oksidasyon ürünleri artacağından, viskozite değeri yükselme eğilimi gösterir.

Renk ve Görünüş: Yeni yağlarda kaliteyi göstermez. Ancak servisteki yağlarda rengin koyulaşması; kirlenmeyi veya bozulmayı ya da her ikisini birden gösterir. Yağın temiz ve berrak olması gerekir. Yağın içinde su miktarı arttıkça bulanık bir görüntü oluşur. Eğer servisteki bir yağın görüntüsü bulanık ve delinme gerilimi normalse, bulanıklık oksidasyon ürünlerinin oluşturduğu çamurlardan meydana gelmiştir.       

Anilin Noktası: Yağdaki aromatik bileşiklerin miktarı ve yağın çözücülüğü hakkında bilgi verir. Düşük bir değer, yağdaki aromatik bileşiklerin fazla oranda bulunduğuna ve çözücülüğün yüksek derecede olduğuna işaret eder.  Bu durumda yağ ile temas eden yapı malzemeleri zarar görebilir.     

2 - GAZ ANALİZLERİ

Trafo ve elektrik donanımında meydana gelen deşarjlar ve aşırı ısınmalar sırasında bazı gazlar oluşur ve yağın içinde çözünmeye başlar. Çözünen bu gazların kalitatif ve kantitatif analizleri yapılarak, arızanın türü, şiddeti ve yeri hakkında isabetli bilgiler elde edilir. Henüz başlangıç aşamasında olan, yavaş ve gizli biçimde gelişen çok küçük boyutlu arıza ve olaylar, ancak gaz analizleri sayesinde açığa çıkarılmaktadır. Trafonun enerjisi kesilmeden gaz analizlerinin yapılabilmesi, bu yöntemi daha da üstün kılar. Trafonun açılmasına gerek kalmadan gelişmekte olan birçok olay ve arıza önceden saptanır. Böylece gerekli önlemler zamanında alınarak, arızanın lokalize edilmesi ve olası zararın en düşük düzeyde kalması sağlanır.

Özetle denilebilir ki; Bir hastalığın tanısında insanın kan ölçümleri ne kadar önemliyse, bir arızayı ortaya çıkarmada gaz analizleri o kadar önemlidir. Kimya laboratuvarımızda aşağıdaki gazların analizi yapılarak, ölçüm sonuçları standartlar doğrultusunda yorumlanmaktadır;

        ·    Hidrojen - (H2)

        ·    Metan - (CH4)

        ·    Etan - (C2H6)

        ·    Etilen - (C2H4)

        ·    Asetilen - (C2H2)

        ·    Karbonmonoksit - (CO)

        ·    Karbondioksit - (CO2)

        ·    Oksijen - (O2)

        ·    Azot - (N2)

Tüm arıza yorumlama teknikleri aynı düşünce temeline dayanır:

1-      Her “arıza türü” kendine özgü “tipik gazlar” üretir.

2-      Matematiksel oranlama yöntemleri kullanılarak, olası bir arızanın veya arızaların türü, şiddeti ve oluştuğu yer hakkında çok önemli bilgler elde edilir.

Trafoda gaz oluşmasına neden olan başlıca olay ve arızalar şunlardır:

1-      Elektriksel arızalar      (deşarjlar ve kısmi deşarjlar)

2-      Termik arızalar             (aşırı derecede sıcaklık artışı) 

3-      Yağın bozulması          (yüksek sıcaklık veya yaşlanma sonucu)

4-      Selülozun bozulması   (yüksek sıcaklık veya yaşlanma sonucu)

5-      Yağ ile boya, metal ve diğer malzemeler arasındaki uyumsuzluk

6-      Araştırılması gerek diğer gaz oluşum kaynakları

YALITIM YAĞININ GÖREVLERİ VE ARANAN ÖZELLİKLER

Yalıtım yağının görevleri şunlardır:

1-      Yalıtım / İzolasyon

2-      Soğutma / Isı transferi

3-      Bilgi taşımak / Gaz analizi

4-      Ark söndürmek

5-      Malzemeyi korumak

Trafo ve elektrik donanımında en fazla kullanılan yalıtım sıvısı, petrol kökenli mineral yağlardır. Bu yağların özellikleri yeterli düzeyde olmakla birlikte, bazı özel yerlerde çalışan trafolar için çevre ve yangın riski açısından sorun olmaktadır. Örneğin; insanların her gün yoğun şekilde gittikleri alışveriş merkezleri, yeraltı metrosu ve tünelleri, tren, gemi ve fırın gibi kapalı mekânlarda çalışan özel trafolarda, yangına karşı dayanıklı ve sağlığa hiç zararı olmayan yağları kullanmak daha güvenli olur. Bu amaçla, petrol kökenli yalıtım yağlarına alternatif olarak sentetik ve bitkisel yağlar üretilmeye başlandı. Sentetikler kimyasal yollarla üretilirken, bitkisel yağlar özel yetiştirilen bitkilerden elde edilir. Bunlar genellikle silikonlu, esterli ve hidrokarbonlu sıvılar olup oksidasyona karşı dayanıklıdır. Parlama noktaları 300 °C ‘den yüksek olduğu için yangına karşı daha güvenlidir.

Kaliteli bir yağda olması gereken özellikler şunlardır:                                                 

1)      İyi bir dielektrik özelliği (Yalıtım)

2)      İyi bir soğutma özelliği (Isı transferi)

3)      İyi bir stabilite (kararlılık, dayanıklılık)

4)      Yapı malzemesiyle uyum sağlaması

5)      İnsan sağlığı, çevre ve yangına karşı zararsız olması

6)      Fiyatının uygun olması ve piyasada yeterince bulunması

Yalıtım yağları hem istenen limit değerleri karşılamalı, hem de donanımın özelliğine uygun olmalıdır. Değişik özellikteki donanım, değişik kalitede yağ gerektirir. Örneğin; düşük gerilimle çalışan bir trafo ile kıyaslandığında, yüksek gerilimli bir trafonun yağı daha iyi kalitede olmalıdır. Göz önünde tutulması gereken diğer bir önemli konu da çevre ve iklim koşullarıdır. Sıcak iklimde veya aşırı yükte ya da kapalı bir ortamda çalışan özel trafolarda; güvenlik açısından parlama ve yanma noktaları yüksek olan yağlar kullanılmalı, aynı zamanda ısı transferini daha iyi yapabilmesi için viskozitesi düşük yağlar seçilmelidir. Soğuk iklim bölgelerinde; yoğunluğu, viskozitesi ve donma noktası düşük yağlar daha uygun olacaktır.

Yağların kalitesini ve uygunluğunu belirlemek için önce yağ örneğine bir dizi ölçümler yapılır. Ölçüm sonuçları, yetkili kurumlarca kabul edilen uluslararası veya ulusal standartlar ölçüt alınarak değerlendirilir. Aynı zamanda üretici ve kullanıcı firmaların bilgi ve deneyimleri ışığında, yağın hangi özellikte olacağına birlikte karar verilir.

YALITIM YAĞI ÖRNEK ALMA KURALLARI

Tonlarca yağdan alınacak olan birkaç litrelik bir örnek, yağın tamamını temsil edecektir. Bu nedenle örnekleme sırasında, önemsiz gibi görülen küçük bir hata, ölçümlere büyük oranda yansır. Ölçüm sonuçlarının, limitlerin dışında çıkmasında en etkili olan faktörlerden biri, numune alımında yapılan çok küçük kişisel hatalardır. Aşağıda, yağ örneği almaya yardımcı olacak genel kurallar verilmiştir. IEC-60567 ve IEC-60475 Standartlarında numune alma yöntemleri detaylı olarak anlatılmıştır.

A)  Örnek Almaya Hazırlık

1-      Yağ örneği mutlaka deneyimli personel tarafından alınmalıdır. Örnek alacak kişinin; örnek alma kurallarını ve yalıtım yağının kirlenmeye karşı çok hassas madde olduğunu bilmesi gerekir.

2-      Örnek alma sırasında kullanılan tüm malzeme; temiz, kuru ve standartlara uygun olmalı yalnızca yalıtım yağı için ayrılmalıdır.

3-      Alkol, su, motor yağı ve diğer yabancı madde kalıntısı bulaşmış şişeler, yağ örneğinin bozulmasına neden olur. Böyle maddeler özellikle güç faktörü, parlama noktası ve su miktarını önemli ölçüde etkiler. Örneğin birkaç ppm düzeyindeki motor yağı bile, şişedeki yağın güç faktörünü tamamen bozmaya yetecektir.

4-      Yağ örneği için en uygun kaplar; renkli cam, paslanmaz çelik ve alüminyum şişelerdir. Eğer gaz analizi, su miktarı ve delinme gerilimi testleri yapılacaksa kesinlikle plastik kaplar kullanılmaz. Diğer testler içinse; yağdan hiç etkilenmeyen yüksek yoğunluklu polietilen, polipropilen veya polikarbonlu plastik şişeler olabilir. Şişe kapakları; cam, alüminyum veya yağdan etkilenmeyen özel plastik maddeden yapılmış olmalıdır. Kâğıt, tahta veya normal plastik ve lastikten yapılmış kapaklar, yağın özelliğini bozabilir.

5-      Eğer renksiz cam şişeler kullanılırsa, dolumdan hemen sonra ışık geçirmeyen bir örtüyle üzeri örtülüp sağlam bir kutuya yerleştirilir. Yalıtım yağı, ultraviole ışınlarına karşı çok duyarlıdır ve 5 dk. ‘dan fazla güneş ışığında bekletilmesi sakıncalıdır. Eğer uzun süre bekletilirse özellikleri bozulur, renk koyulaşır, güç faktörü yükselir ve iç yüzey gerilimi düşer.

6-      Kötü hava koşullarında zorunlu olmadıkça yağ örneği alınmaz. Eğer yağmurlu, karlı veya rüzgârlı bir havada almak gerekirse, bütün önlemler kesinlikle alınmalıdır. Olumsuz hava koşulları, yağ örneğine hiçbir şekilde etki etmemelidir. Yağmur veya kar sularının etkilerini önlemek için, kapalı bir ortam oluşturulur ve işlemler en kısa sürede tamamlanır.

7-      Yağ testleri için alt vanadan, yağda çözünmüş gaz analizleri için üst vanadan ve serbest gaz analizi için bukolz rölesinden örnek alınması daha uygun olur.

8-      Atık yağların çevreyi ve toprağı kirletmesini önlemek için atık yağ kabı kullanılmalıdır. Biriken atık yağlar, daha sonra gerekli işlemler yapılana kadar bir depoda saklanır.

B)  Örnek Alma İşlemi

1-      “Yağda çözünmüş gaz analizi” yapılacaksa, özel şırıngalarla ve havayla hiç temas ettirmeden numune alınmalıdır. Önce şişeye sonra şişeden şırıngaya kesinlikle yağ numunesi alınmaz.

2-      Örnek alınacak vana ve örnek alma aparatları iyice temizlenir. Gerekiyorsa vanaya uygun bir adaptör takılır ve uçuna yağdan etkilenmeyen kısa ve sızdırmaz bir hortum bağlanır.

3-      Küçük trafolardan 1 - 2 litre ve büyük trafolardan 2 - 3 litre yağ akıtılarak, borularda biriken durgun yağ atık kabına boşaltılır. Bu işlem çok önemlidir. Eğer durgun yağ dışarı atılmazsa, test sonuçları trafo veya depodaki gerçek yağı temsil etmez.

4-      Örnek alma şişesine bir miktar yağ dökülür ve kapağı kapatılır. Şişe çalkalanıp atık yağ toplama kabına boşaltılır. Bu işlem en az üç kez tekrarlanarak şişe iyice temizlenir. 

5-      Örnek alma vanasına bağlanan hortumun diğer ucu, şişenin alt kısmına kadar uzatılır. Yağın içine hava kabarcıklarının girmesini önlemek için, örnek alma vanası yavaşça açılır ve şişenin alt kısmından başlayarak dolum yapılır.

6-      Şişe tamamen dolduktan sonra, yağın taşarak biraz akmasına izin verilir. Sonra vana kapatılır ve hortum çıkarılır. Şişe hafifçe eğilerek genleşme payı kalacak şekilde bir parmak yağ dökülür. Eğer boşluk bırakılmazsa, sıcaklığın etkisiyle yağ genleşerek cam şişeyi kırabilir.    

7-      Örnek alma işlemleri bittikten sonra, hava girmeyecek şekilde şişenin kapağı sıkıca kapatılır ve çevresi temizlenir. Şişelerin üstüne bilgi etiketleri yapıştırılır. Renksiz cam şişe varsa, üzeri ışık geçirmeyen bir örtü ile kapatılır.

8-      Taşıma sırasında dış etkilerden korumak için, şişe ve şırıngalar sağlam bir kutuya yerleştirilir.

C)  Etikete Yazılacak Bilgiler

·      Trafonun seri numarası, gerilimi, gücü, tipi, markası

·      Trafonun eçirdiği arıza ve onarımlar

·      Müşteri veya kullanıcı firmanın adı

·      İlk işletmeye alındığı tarih

·      Yağın markası ve miktarı

·      Yağda yapılan işlemler

·      Örnek alma tarihi

·      Örnek alan kişi

·      Hava koşulları