Elektrik tesislerinde kullanılacak bir donanımın teknik olarak ne kadar üstün olduğundan bağımsız olarak, yasal düzenleyicilerin belirlediği asgari güvenlik ve entegrasyon şartlarını sağlaması esastır. Türkiye'de elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtımı süreçlerindeki fiziki donanım standartları ağırlıklı olarak EKAT ve TEDAŞ şartnameleri etrafında şekillenir. Bu mevzuatlar, yalnızca donanımın elektriksel verimini değil, aynı zamanda yangın yayılımının önlenmesini, personelin güvenli müdahale mesafelerini ve yapısal entegrasyonu da dikkate alır.

Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri Yönetmeliği, yapı içindeki bağlama tesislerinde ve transformatör merkezlerinde uyulması gereken asgari güvenlik açıklıklarını net bir şekilde belirleyen temel hukuki ve teknik metindir. Bir mimar veya inşaat mühendisi için transformatör odasının boyutlandırılması, cihazın kaplayacağı fiziksel hacmin çok ötesinde bir planlama gerektirir.

Çizelge-1: En Küçük Güvenlik Açıklıkları

Bu tablodaki veriler, tasarımcılara bir cihazın etrafında ne kadarlık bir ölü hacim bırakılması gerektiğini dikte eder. Mimari projelerde metrekare maliyetlerinin son derece yüksek olduğu kentsel alanlarda, bu güvenlik açıklıklarının gerektirdiği geniş hacimler, transformatör odalarının yerleşimini zorlu bir optimizasyon problemine dönüştürür.

Yönetmelik, bu mahallerdeki kablo taşıyıcı sistemlerine ve haberleşme altyapısına da sıkı standartlar getirir. Veri iletişimi için kullanılacak kabloların Cat6 standartlarına uygun olması, 250 MHz iletişimi desteklemesi, 24 AWG ölçüsünde çıplak ve katı bakır iletken barındırması ve merkezi ayırıcılı 4 sarmal çiftli (twisted pair) yapıya sahip olması zorunlu tutulmuştur.

Tesis içindeki güvenlik hatlarının (topraklama) ait oldukları tevzi tablolarına kadar kesintisiz devam etmesi ve potansiyel dengeleme barası üzerinden ana tabloya bağlanması, Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği referans alınarak tasarlanmalıdır.

Ulusal dağıtım şebekesine entegre edilecek veya TEDAŞ denetimine tabi olacak tüm transformatörler ve bunlara ait binalar, kurumun yayımladığı katı malzeme şartnamelerine uymak zorundadır. "Hermetik Tip OG/AG Dağıtım Güç Transformatörleri Teknik Şartnamesi", şebeke güvenilirliğini standardize etmek için oluşturulmuş en kapsamlı dokümanlardan biridir.

Bu belge, cihaza ait anma frekansının 50 Hz olması gerektiğinden başlayarak, boşta gerilim ayarı, kısa devre empedansı, anma yalıtım düzeyleri ve ses gücü düzeylerine kadar donanımın taşıması gereken genetik kodları tanımlar. Cihazların uluslararası akreditasyonu bağlamında, tasarım ve tip deneylerinin TS EN ile IEC standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmesi şart koşulmuştur.

TEDAŞ, sadece transformatörün iç aksamını değil, cihazı çevreleyen tankın, kapağın, buşinglerin ve hatta üzerindeki korozyona karşı koruyucu boya ve galvaniz tabakasının niteliklerini de belirler.

Enerji dağıtımının en köklü, en güvenilir ve en yaygın çözümü yağlı tip transformatörler olmuştur. Temel çalışma prensibi; gerilim dönüşümünü sağlayan bakır veya alüminyum sargıların ve manyetik çekirdeğin (nüvenin), madeni veya sentetik bir izolasyon yağı ile tamamen doldurulmuş çelik bir tankın içerisine daldırılmasına dayanır.

Sızdırmazlık Teknolojisi ve Operasyonel Dinamikler

Hermetik yağlı dağıtım trafolarının ana felsefesi, cihaz içindeki yalıtım yağını dış çevreden, özellikle de atmosferdeki hava ve nemden tamamen izole etmektir. Yağ, iki hayati fonksiyona sahiptir:

Eski tip rezervuarlı trafolarda yağ ısındıkça genleşir ve atmosfere açık bir genleşme kabına dolardı. Bu durum yağın havadaki oksijenle reaksiyona girerek oksitlenmesine, çamurlaşmasına ve havadaki nemi emerek yalıtım özelliğini yitirmesine sebep olurdu.

Yağ, termal kapasitesi son derece yüksek bir maddedir. Tıpkı kalın beton duvarlı bir binanın geç ısınıp geç soğuması gibi (ısıl eylemsizlik), yağlı trafolar da anlık ve aşırı yüklenmelerde sargılarda oluşan ani sıcaklık fırlamalarını yağa emdirerek sönümler. Bu sayede cihaz, etiket değerinin üzerindeki kısa süreli ağır yüklenmelere kuru tip cihazlardan çok daha iyi dayanır.

Tamamen kapalı, kaynaklı çelik konstrüksiyon yapıları, bu cihazları dış ortamın yağmur, kar, toz ve aşırı rüzgâr gibi yıpratıcı doğa koşullarına karşı olağanüstü dirençli hale getirir; bu nedenle bağımsız dış mekan trafo merkezlerinde ve şantiye alanlarında birincil tercih konumundadırlar.

Hermetik yağlı tip transformatörlerin endüstriyel ve sivil mimaride yarattığı en büyük mühendislik kısıtı, içerisinde barındırdığı yalıtım yağının kimyasal doğasıdır. Trafo yağı, yanma noktası yüksek olsa da sonuç itibarıyla bir hidrokarbondur (mineral veya sentetik petrol türevi).

Patlama Senaryosu

Altyapısal Zorunluluklar

1. Yağ Toplama Çukuru (Oil Pit) İnşası: Olası bir delinme, sızıntı veya patlama durumunda tankın içindeki yüzlerce litre yanıcı yağın yerçekimi etkisiyle etrafa yayılmasını, personelin üzerine sıçramasını veya yer altı sularına karışmasını engellemek için transformatörün altına özel hesaplanmış bir drenaj çukuru inşa edilmesi yasal bir zorunluluktur. Bu çukurun zeminine genellikle yangının oksijenle temasını kesmek için mıcır (çakıl taşı) doldurulur.
2. Yangın Kompartımanlaması ve Mahal İzolasyonu: Yağlı transformatör odası, ana bina içerisinde yer alacaksa, mimari olarak tamamen bağımsız bir yangın kompartımanı olarak tasarlanmalıdır. Hava sızdırmaz yangın kapıları ve duman damperleri kullanılmalıdır.
3. Tesisat Geçiş Yasakları: Ana elektrik odalarından ve trafo merkezlerinden temiz su, pis su, yanıcı gaz veya patlayıcı sıvı taşıyan hiçbir mekanik borulama sisteminin geçirilmesine müsaade edilmez. Trafo odalarının tam üstüne ıslak hacimlerin denk gelmesi yasaktır.
4. Erken Uyarı ve Otomatik Söndürme Sistemleri: Sabit/diferansiyel ısı dedektörleri, UV/IR alev dedektörleri, Buchholz veya hermetik koruma röleleri bulunmalıdır. Yağlı trafo yangınlarında doğrudan su ile söndürme yapmak ölümcül bir mühendislik hatasıdır; bu mahallerde mutlaka özel gazlı (FM200, Novec 1230 vb.) veya karbondioksitli otomatik söndürme sistemleri tesis edilmelidir.

Kuru tip (dökme reçineli) transformatörler, soğutma veya elektriksel izolasyon amacıyla içerisinde hiçbir sıvı akışkan barındırmayan donanımlardır. Sargılar ve iletken kısımlar, yüksek teknoloji ürünü epoksi dökme reçine içerisine vakum altında hapsedilerek katı, monoblok bir yalıtım zırhı ile kaplanır. Isı dağılımı tamamen doğal hava sirkülasyonu (AN) veya cebri fanlarla (AF) sağlanır.

Risk Eliminasyonu, Çevresel Uyum ve Tasarım Avantajları

• Mutlak Yangın ve Patlama Güvenliği: Epoksi reçine, yüksek alev geciktirici ve kendi kendini söndürebilme (self-extinguishing) özelliğine sahiptir. Patlayacak bir yanıcı sıvı bulunmadığı için patlama riski teknik olarak sıfırdır. Yanma durumunda atmosfere halojen içerikli, zehirli veya korozif gazlar salmaz.
• Mimari Özgürlük ve Altyapı Esnekliği: Yağ sızdırma ihtimalinin fiziksel olarak ortadan kalkması, derin hafriyat gerektiren yağ toplama çukurlarına, karmaşık zemin ızgaralarına ihtiyacı ortadan kaldırır. Gökdelenlerin mekanik ara katlarına, otellerin çatısına, hastanelerin bodrum katlarına güvenle entegre edilebilirler.
• Ekolojik Duyarlılık: Sıvı sızıntısı ihtimali bulunmadığından, toprağı veya yeraltı su kaynaklarını zehirleme riski taşımazlar. Sürdürülebilir enerji projelerinde ve uluslararası yeşil bina sertifikasyonu (LEED, BREEAM vb.) hedefleyen yapılarda tercih edilen teknolojidir.
• İşletme ve Bakım Konforu: Rutin bakım prosedürlerinden neredeyse tamamen muaftır. Yılda bir kez görsel kontrol, sargı üzerindeki tozun basınçlı hava ile temizlenmesi ve mekanik bağlantıların tork kontrolü yeterlidir.

• Üst Sınır Kapasiteleri ve Gerilim Kısıtları: Genellikle 1600 kVA seviyelerine kadar üretilirler. Ulusal iletim şebekesindeki yüzlerce kV ana aktarım noktalarında teknolojik olarak kullanılamazlar.
• Isıl Kapasite ve Aşırı Yüke Dayanıksızlık: Isı tahliyesi sadece hava konveksiyonuna bağlıdır. Yağın sahip olduğu yüksek ısıl eylemsizlik havada bulunmaz. Cihaz tam kapasiteye ulaştığında sargı sıcaklığı çok hızlı yükselir. Ağır ve sürekli aşırı yüklenmelere yağlı trafolar kadar tahammülleri yoktur.

• Zorlu Çevre Koşullarına Hassasiyet: Nem oranının yüksek olduğu, havanın tuz taşıdığı kıyı şeritlerinde, toz ve partikül yoğunluğunun yüksek olduğu açık şantiye alanlarında kullanılmaları risklidir. Nem ve kirlilik, reçine sargı yüzeylerinde yüzeysel elektrik atlamalarına (tracking) neden olabilir.
• Akustik Gürültü Sorunu: Magnetostriksiyon etkisiyle üretilen titreşim, sert dökme reçine üzerinden doğrudan havaya yansır. Aynı kapasitedeki kuru tip trafo, yağlı trafoya göre çok daha yüksek desibelde akustik gürültü üretir.
• İlk Yatırım ve Tedarik Maliyeti: Vakum döküm teknolojisinin gerektirdiği altyapı ve yüksek kaliteli izolasyon malzemelerinin fiyatı nedeniyle, fabrikasyon maliyetleri her zaman daha yüksektir.

Kuru tip (dökme reçineli) transformatörlerin tartışmasız ilk tercih olması gereken durumlar, insan hayatının ve yapı bütünlüğünün öncelikli olduğu karmaşık sivil mimari projeleridir. Eğer bir transformatör; büyük bir metropol hastanesinin enerji merkezine, binlerce insanın sirkülasyonda olduğu havalimanı terminallerine, karma kullanımlı devasa alışveriş merkezlerine (AVM), otellere veya çok katlı gökdelenlerin bodrum ile ara tesisat katlarına yerleştirilecekse kuru tip cihazların kullanımı adeta teknik bir zorunluluktur.

Binanın tam ortasına veya en alt katına, içinde tonlarca patlayıcı yağ barındıran hermetik bir cihaz koymak, binanın yangın yükünü devasa boyutlara taşır. Kuru tip trafonun ilk yatırım maliyeti yüksek olsa da inşaat kalemlerinden, kablo metrajından ve karmaşık yangın sistemlerinden edilen tasarruf, cihazın satın alma maliyetini katbekat amorti eder.

Kuru tip transformatörlerin daha temiz, estetik ve modern görünümü, "kuru tip her zaman daha üstündür" gibi eksik bir algıya yol açmakta ve bu durum pek çok yatırımda ciddi maddi kayıplara neden olmaktadır.

Ağır metal sanayisi, demir-çelik haddehaneleri veya çok büyük asenkron motorların anlık olarak devreye girip çıktığı kirli şebekeye sahip tesislerde, yük sürekli dalgalanır. Kuru tip trafolar aşırı yüklere karşı çok hassastır; rijit epoksi reçine yapısı, anlık şoklarda mikro çatlaklar oluşturabilir.

Bu zorlu alanlarda; tankı tamamen kapalı olan, içerisine çimento tozu, nem veya aşırı sıcak havanın nüfuz edemeyeceği, yük dalgalanmalarındaki ısıyı bünyesindeki tonlarca yağın eylemsizliği ile rahatça tolere edebilen hermetik yağlı trafoların kullanılması en doğru ve en ekonomik mühendislik yaklaşımıdır.

Transformatör tipi seçimindeki karar, bir domino taşı gibi tasarımdaki diğer tüm mühendislik hesaplamalarını doğrudan etkiler.

Statik ve Strüktürel Dinamikler

Bir gökdelenin 20. katındaki mekanik kata bir transformatör yerleştirileceğinde, cihazın kendi ağırlığı kadar çalışırken üreteceği titreşim de önemlidir. Kuru tip bir trafonun magnetostriksiyon etkisiyle ürettiği düşük frekanslı titreşim, döşeme betonundan bina strüktürüne aktarıldığında, altındaki kattaki ofis çalışanlarına rezonans kaynaklı uğultu olarak yansıyabilir. İnşaat ve akustik mühendislerinin cihazın altına ağır yüzer döşeme veya spesifik elastomer takozlar tasarlaması gerekir.

Mekanik ve Termodinamik Denge

Kuru tip bir trafonun epoksi gövdesi, sargılarda oluşan kilovatlarca ısıyı doğrudan bulunduğu odanın havasına yayar. Eğer cihaz bir bodrum katındaysa, bu oda saniyeler içinde devasa bir fırına dönüşür. Mekanik mühendislerinin, odadaki havayı saatte 30-40 defa değiştirecek güçte, çok büyük kapasiteli aksiyal taze hava ve egzoz fan sistemleri tasarlaması şarttır.

Hermetik yağlı trafolarda ise ısının büyük kısmı yağın kütlesine depolanır ve radyatörler üzerinden daha kararlı bir rejimle atılır; oda içindeki hava sıcaklığı daha homojen ve yavaş bir eğriyle yükselir.

Toplam Sahip Olma Maliyeti (TCO) İllüzyonu