İşletme ve koruma topraklaması genelde sektörde birbirleriyle karıştırılır. Genel olarak üç çeşit topraklama tipi vardır. Bunlar aşağıdaki gibidir.
- Koruma Topraklaması
- İşletme Topraklaması
- Yıldırım (Fonksiyon) Topraklaması
Koruma Topraklaması
Devrelerdeki gerilim altında bulunmayan bölümlerdeki yalıtım hatası durumunda kaçak akım koruma anahtarlama elemanları ile birlikte koruma yapılabilmesi için bu bölümler bir iletken aracılığıyla topraklayıcılara ya da topraklanmış bölümlere doğrudan doğruya bağlanmasıdır. Bu topraklama tipine koruma topraklaması denir. Buradaki amaç yüksek temas gerilimine maruz kalmamak ve dolayısıyla can ve mal kaybını önlemektir.
Koruma topraklamasına örnek vermek gerekirse; elektrik makinelerinin gövde kısımları, raylı sistemlerde traverslerin, ölçü transformatörlerinin sekonder sargıları, enerji iletim hatlarındaki direklerin toprağa veya topraklayıcıya bağlanması olabilir.
İşletme Topraklaması
Elektrik sistemlerinde, işletme akım devresine ait bölümün veya sıfır iletkeninin topraklanmasına işletme topraklaması denir. İşletme devrelerinin nötr noktaları topraklayıcıya bağlanır. Bu devreye bağlı cihazların ve tesisin normal çalışması için gereklidir. İşletme topraklaması omik, indüktif veya kapasitif direnç üzerinden veya dirençsiz, direkt yapılabilir. Direnç üzerinden işletme topraklaması genelde orta gerilim sistemlerinde yapılır.
Yıldırıma Karşı Yapılan Topraklama
Tesise yıldırım çarpması durumunda yıldırımın devredeki gerilim altında bulunan tüm elemanlara etkisini azaltmak ve yıldırım akımını toprağa iletmek için işletme akım devresinde bulunmayan hava hatlarının koruma iletkenleri, direkler vb. noktaların topraklayıcı üzerinden topraklanmasıdır. Yıldırım düştüğünde oluşan yıldırım akımının tamamı toprağa akamaz. Akımın bir kısmı işletme devresine yönelir. Bu durumda eğer tesisatta iç yıldırımlık parafudr sisteminin bulunması çok önemlidir. Çünkü parafudr sistemi yıldırım sonucu gelen akımı da toprağa yönlendirir. Böylece tesisattaki ana ve tali panolar, devreye bağlı diğer cihazlar ve iletkenlerde hasar oluşumunu önlenir.
Yıldırımdan başka türlü korunma yöntemleri de mevcuttur. Bunlardan bazıları paratoner kullanmak ve Faraday kafesi kullanmak örnek olarak verilebilir.
Topraklama Tipine Göre Dağıtım Şebekeleri
Alçak gerilim şebekeleri uluslararası yönetmeliklere göre üç tipte tanımlanmaktadır.
- TN Sistem
- TT Sistem
- IT Sistem
Buradaki harflerin anlamları vardır. T harfi “Terra” yani toprak anlamında, N harfi nötr, I harfi “Isolation” yani izolasyon anlamındadır. Bunlarında yanında C harfi “Combine” yani birleşik, S harfi ise “Seperate” yani ayrı anlamında gelmektedir. İlk harf güç sisteminin toprağa nasıl bağlı olduğunu gösterir. T harfi topraklamanın direkt yapıldığını ifade ederken, I harfi ise gerilim altındaki aktif kısımların tamamen topraktan yalıtılmış olması ve topraklamanın bir empedans üzerinden yapılmasını ifade eder. İlk harf genelde işletme topraklamasını göstermektedir. İkinci harf ise devredeki veya cihazların aktif olmayan bölümlerinin topraklama durumunu belirtir. Yani koruma topraklamasını ifade eder. Burada yine T harfi doğrudan dirençsiz bir şekilde topraklamayı ifade ederken, N ise topraklanan bölümlerin nötr noktasına bağlandığını ifade eder. Diğer bir deyişle koruma ve işletme topraklamasının birleştirildiğini belirtir.
TN Şebeke Sistemi
TN sistem işletme topraklamasını ifade eder. Alçak gerilim şebekelerinde koruma iletkeni (PE) bulunur. TN sistemlerdeki topraklanan bölümler bu PE iletkenine bağlanır. PE iletkeni ise devrenin nötr noktasına doğrudan bağlanarak topraklanmış olur. TN şebeke tipi de kendi içerisinde üçe ayrılır.
- TN – C Şebeke Sistemi
- TN – S Şebeke Sistemi
- TN – C – S Şebeke Sistemi
TN – C Sistemi
TN-C sisteminde elektrik tesisindeki bütün madeni ve aktif olmayan bölümler ile nötr iletkenleri ortak PEN iletkeni üzerinden birleştirilerek topraklama yapılır.
TN – S Sistemi
TN – S sisteminde elektrik tesisindeki bütün madeni ve aktif olmayan bölümler PE koruma topraklama iletkeni üzerinden işletme topraklamasına bağlanır. Burada nötr hattı ise ayrıdır.
TN – C – S Sistemi
TN – C – S sisteminde elektrik tesisindeki bütün madeni ve aktif olmayan bölümler bir PE koruma topraklama iletkeni ile nötr iletkenleri şebekenin bir bölünde ayrı, bir bölümünde ise ortak bir bağlantıdadır.
TT Şebeke Sistemi
TT şebeke sisteminde koruma ve işletme topraklaması ayrı yapılmaktadır. Elektrik tesisindeki aktif olmayan bölümlerin topraklaması doğrudan topraklama elektroduna (topraklayıcıya) bağlanır. Nötr hattı ise yine doğrudan ayrı olarak topraklama elektroduna bağlanır.
IT Şebeke Sistemi
IT şebeke sisteminde işletme devresinde topraklama yapılmaz. Devrede nötr hattı varsa, topraktan yüksek bir direnç vasıtasıyla izole edilir. Eğer nötr hattı yoksa, bir fazı yüksek bir empedans üzerinden toprakla arasındaki izolasyonu yapılır. Ancak devreye bağlı cihazların gerilim altında olmayan bölümleri yani koruma topraklaması ise topraklayıcıya doğrudan bağlanarak yapılır. Devrenin toprakla olan izolasyonunun kontrolü ise izolasyon kontrol cihazı ile yapılır. Koruma sistemine göre izolasyon hatası olması durumunda devrenin enerjisi kesilebilir. IT şebeke, dağıtım şebekelerinde pek kullanılmaz. Genelde trafo merkezlerinin veya ada modunda çalışan jeneratör sistemlerinde tercih edilir.
