Acil Aydınlatma Kiti Nedir ?

Acil aydınlatma kiti nedir, nasıl çalışır, kullanımında nelere dikkat etmek gerekir;

Acil aydınlatma kitleri bir pil ve pilden aydınlatma elamanı için gereken beslemeyi sağlayan elektronik devreden oluşur. Aydınlatma armatürlerinde kullanılan floresan ve ledler fazla ısı ürettikleri için bu armatürlerle birlikte hem maliyet açısından hemde armatür  şartlarında çalışabildikleri için NiCd tipi yüksek sıcaklıkta çalışmaya uygun piller kullanılmaktadır.

Acil aydınlatma sistemleri sadece bir acil durum gerektiğinde yaygın olarak 1-3 saat aralığında çalışmak için tasarımlanırlar. Acil durumlar genellikle elektrik kesilmeleri, deprem, yangın gibi durumları kapsar.

• Acil aydınlatma kitleri flaman ön ısıtması yapmazlar ve yarım dalga formunda düşük akımlı yüksek gerilimli DC gerilim üretirler. Genel olarak floresan lambalara zarar verirler.
• Acil aydınlatma kiti çok sık devreye girip çıkmamalıdır.
• Piller acil aydınlatma kitinin en önemli bileşenidir uygun bir şekilde kullanılmalıdır. En sık görülen arıza koşullarına neden olurlar.
• Acil aydınlatma armatürü uygun bir şekilde üretilmeli ve devreye alınmalıdır.
• Acil aydınlatma kiti ve armatürü lambaya en az zarar verecek şekilde ve en uzun pil kullanım süresi sunacak şekilde tasarımlanmalıdır.

        Floresan lambalar için kullanılan acil aydınlatma kitleri genel olarak T8,T5 ve kompak lambalarda kullanılanlar yarım dalga formunda çıkış voltajı üretirler ve genel olarak  flaman ısıtması yapmamaktadırlar. Acil aydınlatma kitleri flaman ön ısıtması yapmadığı için ve yarım dalga formunda DC çıkış ürettiği için floresan lambalara, sık sık devreye girmeleri durumunda kalıcı zararlar verirler. İlk görülen zararı lambaların uçlarının kararması ve uzun süreli kullanımda lambanın kırmızımsı bir şekilde ışık vermesi olarak karşımıza çıkar. Çok sık devreye girdiklerinde ise lamba flamanının çok yüksek direnç göstermesine hatta açık devre olmasına yol açarlar. Günümüzdeki bir çok elektronik ballast üreticisi “philips,osram,tridonic, vs..” ballastlarını eğer lamba flamanı uygun direnç değerleri limitleri içindeyse “genel olarak 1-100ohm” çalışmak koşuluyla tasarlarlar. Kısaca ön ısıtmalı tüm elektronik balastlar eğer lamba flamanı sağlam ise doğru ve uzun ömürlü olarak çalışabilirler..

Flaman floresan lambanın ömrünü ve performansını belirleyen lambaya elektron salan en önemli elamandır. Her ne kadar  floresan içerisindeki gazların ve floresan maddenin ışıma için önemi var ise de flaman bunlardan alınan ışıma verimini ve ömrünü belirleyen elemandır. Bunun için kısaca flamanın lambanın çalışmasındaki rollere değinelim.

        Elektronik balastlar lamba ömrünü verimli bir şekilde kullanmak için  önce flamanlara daha fazla miktarda “normal çalışmaya göre” ön ısıtma yaparlar bunun amacı lambayı ateşleyecek olan akımın ve delme geriliminin düşürülmesidir. Buda lambanın ömrünü uzatmaya yönelik bir işlemdir. Ön ısıtma yapılmadığı durumunda lambada daha fazla hasar oluşur.

       Diğer bir flaman işlemi ise lamba ateşlendikten sonra normal çalışmada lamba flamanı ısıtılarak flamandan elektron salınmasına devam edilir bu şekilde kararlı lamba çalışma akımı ve ışık akısı elde edilir. Dim edebilen elektronik balastlar düşük dim seviyelerinde lamba flamanlarını daha fazla ısıtarak ışık seviyesini düşürebilirler bunun sonucu olarak da flaman ömrünün düşük ışık sevilerinde azalmasına yol açar.

       Lambaların kırmızımsı ışık vermesi; DC elektrik akımı etkisiyle gazların homojen dağılmayıp tüpün diğer tarafında birikmesinden ,yerçekimi etkisiyle gazların çökmesinden ,soğuk ortamlarda çalışmasından ve lamba atomlarının uyarılan enerji seviyelerinin düşük olmasından  dolayı oluşur. Bu durumların oluşmasına ön ısıtmanın yapılmadığı, DC düşük akımlı ve yüksek gerilimli lamba çalıştırılmasının neden olabileceği bilinmelidir..

Özetlersek lambanın uzun ömürlü kullanımı için

1. Flaman ısıtması ilgili standartlarda belirtildiği gibi yapılmalıdır. Acil kitler yapmamaktadır.
2. Floresan lambalara AC dalga formu verilmelidir. Acil kitler çoğunlukla DC gerilim uygulamaktadır.

      Acil aydınlatmada kullanılan floresan lambalarda daha ince gövde çapına sahip veya lamba cidarına daha yakın flaman olan lambalar acil aydınlatma kitlerinden daha fazla etkilenirler. Örnek olarak T8 ve PLL  lambalar kitlerden daha az zarar görür.. PLC,T5,T5C gibi lambalar ise daha fazla zarar görürler. Bu tür lambalar ile AC çıkış formu verebilen ve ön ısıtma kabiliyeti olan kitlerin kullanımı tercih edilmelidir. Çok az kullanıcı ön ısıtma yapan acil kitleri tercih etmektedir çoğunlukla ön ısıtma yapmayan daha ekonomik olan modeller tercih edilmektedir. Bu durumda ön ısıtma yapmayan fakat AC çıkış formu verebilen ve lambaya göre tasarımlanan kitler tercih edilmelidir. Bazı kit üreticileri tek modelle tüm lamba tipleriyle uyumlu çalışabilen ürünler sunmaktadırlar. Bu modeller sadece lambayı yakmaktadır ancak her bir lambanın çalışma ve delme akım ve gerilimlerinin farklı olduğu unutulmamalıdır. Genelde bu tür ürünlerin lambalara daha fazla zarar verdikleri test edildiklerinde görülmektedir.

Acil aydınlatma kiti çok sık devreye girip çıkmamalıdır.

        Bu durum genel olarak sahada armatürlerin devreye alınması esnasında karşılaşılmaktadır. Acil aydınlatma armatürünün devreye alınması esnasında elektrikçiler çok sık açma kapama yapmaktadırlar. Oysaki bu durum aşağıdaki tedbirler neticesinde önlenebilir.

• Acil aydınlatma hattı bina girişinden itibaren ayrık olarak projelendirilmelidir. Genel olarak daha az kablo kullanmak maksadıyla aynı sigortadan kitli armatürlere enerji verilmektedir bu kısmen doğru olmakla birlikte devreye alma esnasında daha sık açma kapamaya yol açtığından lambaların karardığı görülmektedir. Ayrı olarak projelendirmenin avantajlarından biri acil kitlerin periyodik olarak test edilmesine olanak tanıması diğeri de piller ile ilgili kısımda anlatılan avantajlardır ve mutlaka tercih edilmelidir.
• Çok katlı binalarda her bir kat için ayrıca dağıtım panosuna ilgili kesiciler yerleştirilmelidir.
• Sahada görülen bir diğer yaygın yanlış uygulamada acil kitlerin yanlış olarak bağlanmasıdır. Acil  kite ayrık olarak sabit faz bağlanması gerektiği halde, armatür üzerindeki klemens bağlantıları köprülemek suretiyle tek bir anahtara bağlanmaktadır. Buda anahtar açıldığında sürücüden kapandığında acil kitten  armatürün ışık vermesine yol açmakta ve sonuç olarak lambalar ve piller çok sık kullanıldığından çok kısa sürede yenilenmesine yol açmaktadır.

        Acil aydınlatma armatürlerinde oluşan yukarıdaki olumsuz etkileri ve pillerin kullanımı kısmında anlatılan olumsuz etkileri gidermek ve azaltmak için pil bağlantısının bir ucu sökülürek, montaj, kablaj ve şalt testi yapılırsa  sonra akü bağlantısı yapılır ve acil aydınlatma armatürü test edilirse burada anlatılan tüm olumsuz etkilerin önleneceği kesinlikle bilinmelidir. Bu konuda armatür üreticisi de montaj ve test bittikten sonra akü bağlantısının bir ucunu söküp armatürü teslim edebilir. Pilin bağlı olmadığını belirten bir uyarıyı ürüne yapıştırabilir.

     Yukarıdaki hususlar proje yapan ve uygulayıcının dikkat etmesi gereken hususlardır. 

NiCd PİLLERİN KULLANIMI;

Piller armatür üretimi esnasında ve uygulama alanında tamamen boşalana kadar kullanılmamalıdır.

Üretim esnasında üreticiler acil kit ve pilleri armatüre bağlarlar ve armatürü test ederler. Bu doğal bir gereksinimdir. Lakin  acil kit bir kere başlatıldığında akü voltajı 1V/hücre değerine düşene kadar pili kullanmaya devam eder.1V/hücre değeri akünün enerjisinin bittiği değerdir. Kite bağlı piller mutlaka kit tarafından çok düşük bir akım dahi olsa <1mA boşalmaya devam ederler. Boşalan piller uzun süreli stokta bekletme ve devreye alınana kadar geçecek süre düşünüldüğünde tamamen boşalmaktadır.

    Tamamen boşalan piller şarj tutmamakta, şarj veriminin düşmesine yol açmakta veya bir daha kullanılmamasına yol açmaktadır.

Bu durumu önlemek için;

• Test işlemi bittikten sonra pilin bir ucu sökülüp takılır; Bu durumda tekrar acil durum oluşana kadar pil kullanımı sadece kitin tükettiği <1mA seviyesine iner.
• Eğer armatürün sahada şebekeye bağlanması için geçecek süre 21 günden fazla ise pilin bir ucu kite bağlanmadan sevk edilmelidir. Böylece kitinde aküyü bitirmesi engellenir. Pil armatüre enerji verildiğinde bağlanmalıdır.
• Sahada devreye alınan acil aydınlatma armatürüne uygulanan gerilim inşaat esnasında uzun süre kesilmemelidir. Bu durumda da akülerin tamamen boşalacağı unutulmamalıdır.         

Pillerin ömürleri toplam şarj deşarj sayısına bağlıdır NiCd piller ortalama 500 şarj deşarj çevriminde kullanılabilir.

Pil üreticileri pil ömrünü uygun şarj ve deşarj şartları altında kullanım sayısı olarak vermektedirler. Piller çok sık olarak şarj deşarj edildiğinde ömürlerini çok kısa süre içerisinde tamamlamaktadırlar. Gözlenen etki pilin beklenenden çok kısa bir süre içerisinde boşalması olmaktadır.

Piller ilk kullanımda mutlaka şarj edilmelidir.

Kullanım alanında devreye alınan acil aydınlatma armatürüne pillerin şarj edilmesini sağlamak için en az 1 gün boyunca gerilim verilmelidir. Şarj edilmeden kullanılan pillerde de şarj tutmama veya şarj veriminin düştüğü bilinmelidir. Buda acil aydınlatma armatürü kullanılanlar tarafından sık şikayet edilen hususlar arasındadır.

Armatür içerisinde fazla yüksek ve fazla düşük ısı oluşmamalıdır.

Pil içeren aydınlatma armatürlerinde ortam sıcaklığı 55 dereceyi aşmayacak şekilde tasarlanmalıdır. NiCd piller için limit değerler her ne kadar -25 ile 70 derece olarak verilse de verilen pil ömrü ve kapasitenin 15 – 35 derece ortamlar için geçerli olduğu bilinmelidir. <15  ve >35 derece gibi sıcaklıklarda kullanılan pillerden tam kapasite almak mümkün değildir. Örnek olarak -5 derecede veya 55 derecede pil kapasitesi yarıya düşer.

Piller acil kit tarafından uygun bir şekilde şarj edilmeli ve 0.95-1V/hücre gerilimi değerinde pil kullanımı sonlandırılmalıdır.

Acil aydınlatma sistemi acil kullanım oluştuğunda elektrik kesintisi, yangın, deprem vs.. gibi koşullarda  devreye girmesi gerektiğinden pilin en uzun ömürlü ve en verimli şekilde kullanılmasını sağlamak sistemin en önemli amaçlarındandır. Bunun için acil kit üreticileri NiCd pilleri maksimum 1.5V/Hücre geriliminde tutacak şekilde şarj devresi sağlamak ve 0,95V/Hücre geriliminde  akü kullanımını kesecek şekilde devrelerini tasarlamak zorundadır. Sürekli ve kontrolsüz olarak şarj edilen akülerde kristalleşme ve gaz oluşmakta ve akü şarj tutma özelliğini kaybetmektedir. Bu durumdaki aküler hızlı bir şekilde boşalırlar. Akü kullanımını 0,95V da kesmeyen devrelerde de yine şarj veriminin düşmesi pillerin ömrünün azalması  sık görülen bir husustur.

Akü kullanım ömrünü uzatan diğer bir hususta akülerin sürekli olarak şarjda kalmasını önlemek olacaktır. Akülerin şarjı bittiğinde şarjı kesen ve %80 civarında kapasiteye düştüğünde tekrar başlatan kitler kullanım ömrünü 2 kat daha uzattığı bilinmelidir. Bu şekilde aküler yaklaşık olarak 20 gün kadar şarj edilmezler. Bu özellik aynı zamanda NiCd pillerde görülen hafıza etkisini ciddi oranda azaltır.

NiCd piller periyodik olarak deşarj edilmelidir.

    Sürekli şarjda tutulan pillerde bir süre sonra hafıza etkisi denilen olay ortaya çıkmaktadır. Bu etki neticesinde pil üzerinde ölçülen gerilim pilin şarjlı olduğunu gösterse bile pil yüke girdiğinde tüm gerilimini hemen kaybetmekte ve sisteme enerji verememektedir. Bu durum daha çok sürekli şarjda tutulan pillerde sıklıkla görülmektedir.

    Bu etkinin giderilmesi için pillerin maksimum 90 gün içerisinde deşarj edilmesi gereklidir.

    Led için tasarımlanan acil aydınlatma armatürleri ise floresanlara göre kırmızımsı ışık verme ve kararma gibi olumsuz etkiler göstermediğinden acil aydınlatmada tercih edilen bir sistem olmalıdır. Fakat diğer anlatılan tüm hususlar ledli acil aydınlatma armatürleri içinde geçerlidir..  

Sonuç olarak; 

Acil kit üreticileri ışık kaynağına uygun olarak ürünlerini üretmelidirler ve akü kullanım ömrünü uzatacak, verimli ve güvenli kullanacak şekilde ürünlerini tasarlamalıdırlar. 

Armatür üreticileri de uygun çalışma ortamı sağlamak ve test ve montajını uygun şekilde yapmak armatürlerinde yukarıdaki hususlara sahip ürünleri kullanmak zorundadırlar. 

Proje ve uygulama yapan kişilerde montaj, kablaj ve devreye alma sırasınca ayrık bir besleme sağlamak, uygun bir şekilde bağlamak ,açma kapama anahtarına acil kitli ürünleri bağlamamak, ilk kullanımda akülerin şarj edilmesini sağlamak gibi hususlara dikkat ederek proje hazırlamak ve uygulamak  zorundadırlardır. 

Murat CAN

Fizik Mühendisi