Teknolojinin hızla gelişmesi, mekanik cihazların yerini elektronik cihazların almasıyla birlikte, enerji sistemlerindeki karmaşıklığı artırmış ve harmonik problemlerini tetiklemiştir. Elektronik cihazlar, frekans ve gerilim kontrollü çalıştıkları için şebeke frekansında ve geriliminde dalgalanmalara neden olabilir. Bu durum, harmonik akımların ortaya çıkmasına ve enerji kirliliğinin artmasına yol açar.

Örneğin, bir cihazın etiketinde 400 volt, 50 Hz ve 20 Amper yazması, cihazın nominal değerlerde çalışması gerektiği anlamına gelir. Ancak, elektronik cihazlar devreye girdiğinde farklı frekansta akımlar çekebilir, bu da harmonik akımlara neden olur. Bu akımlar, 50 Hz frekansındaki nominal şebekeden çekilir, bu da şebeke frekansının sapmasına ve diğer cihazların sağlıklı çalışmasını engelleyebilecek sorunlara yol açar.

Harmonik Frekansları:

1. Harmonik Akım Frekansı: 2X50 Hz → 100 Hz
2. Harmonik Akım Frekansı: 3X50 Hz → 150 Hz
3. Harmonik Akım Frekansı: 4X50 Hz → 200 Hz
4. Harmonik Akım Frekansı: 5X50 Hz → 250 Hz …
5. Harmonik Akım Frekansı: 50X50 Hz → 2500 Hz

Bu yüksek frekanslı akımlar, şebeke frekansını nominal değerinden saptırarak enerji sistemine zarar verebilir. Uluslararası standartlara göre, gerilim harmonik sınır değeri genellikle %5’tir. Akım harmonikleri, gerilim harmoniğinin bu sınırı aşması durumunda tehlikeli hale gelir ve çözüme ihtiyaç duyulur.

Harmonik Ölçümü: Harmonik ölçümü, uluslararası standartlara uygun olarak kayıt alabilen ve otomatik raporlama yapabilen güç kalitesi analizörleri kullanılarak gerçekleştirilir. Bu ölçümler, enerji dağıtım şirketlerinin kabul ettiği standartlara uygun olmalıdır (Class A, EN50160).

Harmonik Akımların Zararlı Etkileri:

1. İletkenlerde aşırı ısınmaya neden olabilir.
2. Cihazların yanmasına veya bozulmasına yol açabilir.
3. Yüksek frekanslı harmonik akımlar, elektronik cihazların arızalanmasına neden olarak nötr-toprak arası gerilimi yükseltebilir.
4. Kaçak akım koruma sistemlerinin sağlıklı çalışmasını engelleyebilir.
5. Güçsüz topraklama noktalarında ekranlı cihazlarda parazitlenmelere yol açabilir.
6. Tüketim kayıplarını artırabilir.
7. Yalıtkan malzemelerde kısa devrelere neden olarak sızıntı akımları oluşturabilir.
8. Kompanzasyon sistemlerinin sağlıklı çalışmasını engelleyebilir.

Cihazlara zarar veren asıl etken gerilim harmonikleri olduğu için, harmonik ölçümleri genellikle bu açıdan incelenir. Bu ölçümler, enerji sistemlerinin harmoniklere tepkisini değerlendirmek için kullanılır ve uluslararası standartlara uygun bir şekilde raporlanır.