Bara sistemi, elektrik enerjisini aynı gerilim ve frekansta toplayan, şalt sahaları, trafo merkezleri ve elektrik panoları içerisinde enerjinin giriş ve çıkış hatlarını birbirine bağlayan yüksek iletkenliğe sahip metal plakalardır. Genellikle dikdörtgen kesitli (lame), yuvarlak veya boru şeklinde imal edilirler.
Bara sistemlerinin üretiminde iletkenliği en yüksek metaller olan bakır veya alüminyum tercih edilir. Panoların iç kısımlarında fazları (R, S, T), nötr hattını ve topraklama hattını temsil edecek şekilde yan yana veya üst üste dizilirler. Üzerlerindeki gerilim seviyesine ve güvenlik standartlarına bağlı olarak çıplak bırakılabilecekleri gibi, fazların birbirine yaklaşma mesafelerini azaltmak ve kısa devreleri önlemek amacıyla özel yalıtkan makaronlarla (ısıyla daralan tüplerle) veya boyayla izole edilerek de kullanılabilirler.
Elektrik Sistemlerinde Baraların Temel Görevi
Baralar, şalt ve dağıtım sistemlerinin “merkezi otogarı” gibi çalışır. Temel görevleri ve işlevleri şu şekilde özetlenebilir:
-
Enerjiyi Toplamak ve Dağıtmak: Elektrik santrallerinden, trafolardan veya ana giriş hatlarından gelen büyük gücü tek bir noktada toplar ve panodaki diğer çıkış şalterlerine, sigortalara veya koruma hücrelerine güvenle dağıtır.
-
Minimum Dirençle Güç İletimi: Kalın ve saf metal kütleleri oldukları için elektrik akımına karşı gösterdikleri direnç son derece düşüktür. Bu sayede üzerlerinden binlerce amperlik akım geçerken bile enerji kayıplarını ve ısı artışını en alt düzeyde tutarlar.
-
Güvenli Bağlantı Noktası Oluşturmak: Üzerlerine açılan cıvata delikleri sayesinde kesiciler, trafolar ve kablo pabuçları için rijit, mekanik olarak güçlü ve elektriksel açıgan kusursuz bağlantı yüzeyleri sağlarlar.
Neden Kablo Yerine Bara Kullanılır?
Özellikle yüksek akım (genellikle 250 Amper ve üzeri) gerektiren endüstriyel uygulamalarda kablo kullanımı yerine bara sistemlerinin tercih edilmesinin çok önemli teknik ve ekonomik nedenleri vardır:
-
Yüksek Akım Kapasitesi ve Isı Dağıtımı: Çok yüksek akımları taşımak için onlarca kalın kabloyu yan yana çekmek gerekir ki bu hem panoda yer bırakmaz hem de kabloların iç içe geçerek aşırı ısınmasına yol açar. Baralar, geniş yüzey alanları sayesinde havayla doğrudan temas eder ve oluşan ısıyı çok daha hızlı dağıtır.
-
Kısa Devre Mekanik Dayanımı: Sistemde bir kısa devre meydana geldiğinde, hatlar üzerinde devasa manyetik fırlatma kuvvetleri (birbirini itme/çekme güçleri) oluşur. Kablolar bu kuvvetler altında savrulup parçalanabilirken, izolatörlerle panoya sıkıca sabitlenmiş sert baralar bu mekanik streslere mükemmel şekilde direnir.
-
Kompakt Tasarım ve Yer Tasarrufu: Baralar panonun arkasında veya tavanında katmanlar halinde çok az yer kaplayacak şekilde bükülerek yerleştirilebilir. Kabloların gerektirdiği dönüş yarıçaplarına ve hacme ihtiyaç duymazlar.
-
Uzun Ömür ve Sıfır Bakım: Kabloların plastik izole ömürleri zamanla yaşlanırken, saf bakır veya alüminyum baralar neme, toza ve yaşlanmaya karşı çok daha dayanıklıdır ve gevşeme kontrolleri dışında neredeyse hiç bakım gerektirmezler.
Alçak, Orta ve Yüksek Gerilim Panolarında Bara Kullanımı
Baralar, kullanıldıkları şebekenin gerilim seviyesine göre tamamen farklı yapısal tasarımlara ve koruma kriterlerine sahip olurlar:
-
Alçak Gerilim (AG) Panolarında Bara Kullanımı: Evsel ve endüstriyel dağıtım panolarında (0 – 1000 Volt arası) baralar genellikle dikdörtgen kesitli (lame) bakırdan seçilir. Akım değerleri çok yüksek (bazen 4000 Ampere kadar) olduğu için panolarda faz başına birden fazla lama yan yana cıvatalanarak kullanılır. Personel temasını ve fazlar arası kısa devreyi önlemek için baraların üzeri şeffaf pleksiglas koruyucularla veya izole makaronlarla kapatılır.
-
Orta Gerilim (OG) Panolarında Bara Kullanımı: Hücrelerin (Modüler veya Metal Clad) içinde kullanılan baralar (1 kV – 35 kV arası), yüksek gerilim atlama (ark) riskinden dolayı özel epoksi destek izolatörleri üzerine oturtulur. OG baralarında keskin köşeler elektriksel alan yoğunlaşmasına (korona etkisine) yol açabileceği için baraların kenarları yuvarlatılmış olarak tasarlanır ve üzerleri mutlaka kalın yalıtkan kılıflarla kaplanır.
-
Yüksek Gerilim (YG) Şalt Sahalarında Bara Kullanımı: Açık hava trafo merkezlerinde (35 kV – 380 kV arası) mesafeler çok uzak olduğu için lamalar yerine içi boş kalın alüminyum boru baralar veya pilonlar arasına gerilen çok telli kalın örgü çelik-alüminyum iletken baralar kullanılır. Boru şekli, rüzgar yüküne, esnemeye ve açık havada havanın delinerek ark oluşturmasına (korona kayıplarına) karşı en ideal geometrik yapıyı sunar. Bu baralar devasa porselen veya kompozit izolatör zincirleriyle havada asılı tutulur.