Termal aşırı yük rastgele meydana gelmez, birden fazla etkileşimli faktörün sonucudur. Temel olarak, elektrikli bileşenler veya sistemler, tasarım kapasitelerini aşan yükler taşıdığında ve aşırı ısı ürettiğinde meydana gelir. Aşağıda üç ana nedeni analiz ediyoruz:

Ekipman aşırı yükü, motorlar veya devreler nominal kapasitelerinin ötesinde akım taşıdığında meydana gelir. Bu ek yük, motor sargılarına ve diğer bileşenlere zarar veren aşırı ısı üretir. Yaygın senaryolar arasında, birden fazla yüksek güçlü cihazı tek bir devreye bağlamak veya motorları teknik özelliklerinin ötesinde çalıştırmak yer alır.

Özellikle endişe verici olan, ABD'deki konut binalarının %50'sinden fazlasının 30 yıldan eski olması ve elektrik tesisatının modern güç talepleri için tasarlanmamış olmasıdır. Uyarı işaretleri arasında titrek ışıklar, sık devre kesici atmaları, sıcak veya renk değiştirmiş prizler, yanık kokuları ve vızıltı sesleri bulunur.

Mekanik sorunlar, motorlar içindeki direnci artırarak daha fazla çalışmaya ve daha fazla güç tüketmeye zorlar. Yaygın örnekler arasında sürtünmeye neden olan mil hizalama bozukluğu ve ek direnç yaratan aşınmış yataklar bulunur. Her iki durum da motorları termal kapasitelerinin ötesine iter.

Titreşim analizi, yatak sağlığını izlemek için etkilidir, çünkü aşınma modelleri, erken uyarı işaretleri olarak hizmet veren titreşim frekansında ve genliğinde tespit edilebilir değişiklikler yaratır.

Elektriksel dengesizlik, ek ısı üreten ve bileşenleri zorlayan düzensiz akım akışını ifade eder. Üç fazlı sistemlerde, faz kaybı kalan fazları daha fazla akım taşımaya zorlayarak motor sargılarını aşırı ısıtır. Devre aşırı yükü, güç talebi kapasiteyi aştığında meydana gelir; bu genellikle hatalı kablolama, arızalı kesiciler veya yetersiz prizlerin güvensiz uzatma kablosu kullanımına yol açmasıyla kaynaklanır.

Güvenlik istatistikleri, elektrik arızalarının yılda yaklaşık 46.700 konut yangınına neden olduğunu ve 1,5 milyar doların üzerinde hasara yol açtığını ortaya koyuyor. Endüstriyel ortamlar, termal aşırı yük olaylarından kaynaklanan maliyetli kesinti ve ekipman değişimi ile karşı karşıyadır.

Termal aşırı yük, elektrik sistemlerine birden fazla şekilde zarar verir, hem anlık arızalara hem de uzun vadeli bozulmalara yol açarak ekipman hasarına, güvenlik tehlikelerine ve operasyonel aksamalara neden olur.

Termal aşırı yük tipik olarak en zayıf sistem bileşenlerine saldırır. Aşırı akım, yalıtımı eriterek iletkenleri potansiyel ateşleme kaynaklarına maruz bıraktığı için tel yalıtımı genellikle ilk olarak zarar görür. Motorlar, kısa devrelere veya tamamen arızaya yol açabilen yalıtım arızası yaşayan aşırı yüklenmiş sargılarla benzer risklerle karşı karşıyadır.

Transformatörler, yağ dolu ünitelerdeki yalıtımın aşırı ısınma nedeniyle bozulması ve yangın risklerinin artması gibi benzer tehlikelerle karşı karşıyadır. Kalıcı aşırı yük ayrıca kabloları, prizleri ve kesicileri hasar görerek biriken stres nedeniyle ömürlerini kısaltır.

Termal aşırı yükten kaynaklanan güvenlik riskleri, ciddiden potansiyel olarak ölümcül olana kadar değişir. Elektrik yangınları en acil tehdidi oluşturur, çünkü aşırı ısınmış teller ve hasarlı prizler tutuşma sıcaklıklarına ulaşabilir. 2011-2020 yılları arasında, ABD Çalışma İstatistikleri Bürosu, 33.890 işe bağlı ısı yaralanması ve hastalığı kaydetti, ayrıca 1992-2021 yılları arasında 999 ölüm, termal risk yönetiminin önemini vurguluyor.

Hasarlı yalıtım ayrıca iletkenleri açığa çıkararak, hafif rahatsızlıktan yaşamı tehdit eden yaralanmaya kadar değişen şoklar için potansiyel yaratarak çarpma risklerini artırır.

Termal aşırı yük, bileşen hasarı ve güvenlik sorunlarının ötesinde, pahalı operasyonel kesintilere neden olur. Sistemler aşırı ısındığında, yangınları önlemek için koruyucu kesiciler atar, ancak aynı zamanda üretkenliği durdurur. İmalatta, kısa süreli kesintiler bile önemli kayıplara yol açabilir.

Aşırı yüklenmiş sistemler ayrıca daha az verimli çalışır, daha fazla enerji tüketirken tutarsız performans sunar. Uzun süreli termal stres, malzeme bozulmasını hızlandırarak, tam operasyonel kapanmalara yol açabilecek erken ekipman arızasına neden olur.

Termal aşırı yükü önlemek, güvenlik tehlikeleri veya ekipman arızaları haline gelmeden önce sorunları belirlemek ve çözmek için uygun koruma cihazlarını, akıllı tasarımı ve düzenli bakımı birleştirmeyi gerektirir.

Bu kritik cihazlar, akım akışını izleyerek ve uzun süreli aşırı yükler sırasında gücü keserek motorları korur. Tipik olarak, ısıtıldığında bükülen ve kapatma mekanizmalarını tetikleyen bimetalik şeritler kullanırlar. Manuel veya otomatik sıfırlama sürümlerinde mevcuttur, uygun akım eşik ayarları esastır—çok düşük olması gereksiz kesintilere neden olurken, çok yüksek olması yetersiz koruma riski taşır.

Amaçlanan yüklere uygun olarak doğru boyutlandırılmış ekipman, aşırı ısınmayı önler. Büyük boyutlu sistemler aşırı döngü yapabilirken, küçük boyutlu üniteler sürekli tam kapasitede çalışır, her ikisi de gereksiz ısı üretir. Düzenli bakım şunları içermelidir:

• Hasar veya korozyon için görsel incelemeler
• Sıcaklık ayarları için kalibrasyon kontrolleri
• Aşırı yük koşullarını simüle ederek fonksiyonel testler

Yeterli havalandırma da ısı dağılımı için çok önemlidir, ayrıca gezi geçmişi günlüklerini tutmak gelişmekte olan sorunları belirlemeye yardımcı olur.

Aşırı yük röleleri motorları korurken, devre kesiciler ve sigortalar tüm devreleri korur. Kesiciler, hem sürekli aşırı yüklere hem de ani kısa devrelere yanıt vermek için termal ve manyetik elemanları birleştirir. Sigortalar, aşırı akıma maruz kaldıklarında erir ve etkinleştirildikten sonra değiştirilmesini gerektirir. Birlikte, yerleşik yedekliliğe sahip katmanlı savunma sistemleri oluştururlar.

Termal aşırı yük, elektrik sistemleri için ciddi tehditler oluşturarak potansiyel olarak ekipman hasarına, güvenlik olaylarına ve operasyonel aksamalara neden olur. Güvenli, güvenilir operasyonları sürdürmek için etkili önleme önlemleri kritiktir. Temel bilgiler şunları içerir:

• Ekipman aşırı yükü, mekanik sorunlar ve elektriksel dengesizlik birincil nedenleri temsil eder
• Etkiler, bileşen hasarından güvenlik tehlikelerine ve sistem kesintisine kadar değişir
• Önleme, aşırı yük röleleri, uygun ekipman boyutlandırması ve devre koruma cihazları gerektirir

Özellikle, üç fazlı indüksiyon motorları endüstriyel uygulamaların neredeyse %80'ini oluştururken, elektrik aşırı yükü konut devre arızalarının önde gelen nedeni olarak sıralanmaktadır. Bu istatistikler, güvenilir koruma ekipmanının gerekliliğinin altını çizmektedir.

Düzenli denetimler, uygun boyutlandırılmış bileşenler ve uyarı işaretlerine derhal yanıt verme yoluyla, kuruluşlar termal aşırı yük risklerini etkili bir şekilde azaltabilir, elektrik sistemi güvenliğini ve güvenilirliğini sağlayabilirken ekipman yatırımlarını koruyabilir.