Bilgi paylaştıkça çoğalır.

Etiket: topraklama

TRAFO KÖŞKLERİNDE TOPRAKLAMA NASIL YAPILIR?

Topraklama Nasıl Yapılır?

Trafo köşklerinde topraklama şalt tesislerinin önemli konularından biridir. Genel olarak tesislerin topraklama sistemini kurulurken dikkat edilmesi gereken bazı noktalar vardır. Bunlar toprak özgül direnci, toprak geçiş direnci ve toprak yayılma dirençlerinin doğru bir şekilde ölçülmesidir. Öncelikle tesis kurulmadan önce toprağın özgül direncinin ölçülmesi gerekir. Bu değer projelendirme aşamasında bilinmelidir çünkü elektrotlar yerleştirilirken ölçülecek değerle aynı olması gerekir. Daha sonra topraklama elektrotlarının (topraklayıcıların) toprağa çakılması gerekir. Şerit veya örgülü iletken, çubuk, profil, levha veya şerit elektrotlar kullanılabilir. En az iki adet veya daha fazla elektrot kullanılmalıdır. Topraklama elektrodu çakıldıktan sonra, topraklama kablosunun veya iletkenlerinin çekilmesi ve elektrotlarla bağlanması gerekir. Burada kullanılacak iletken tipi, elektrotun çeşidine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Bağlantı yapıldıktan sonra toprak altı bağlantılarda iletkenler arası veya elektrotla iletken arasındaki bağlantıların daha sağlıklı olması için termokaynak bağlantı yapılabilir. İletken çekildikten ve elektrotlarla bağlantı kurulduktan sonra bu rota üzerinde toprak direncini düşürücü malzemeler kullanılır. Daha sonra ölçüm için referans noktalarına ölçüm rögarları yerleştirilir.

Topraklama sistemi sahada kurulduktan sonra topraklama ölçümleri yapılır. Toprak gerilimi ve topraklama direnci ölçülür. Toprak direncinin 5 ohm’dan daha düşük bir değerde çıkması beklenir. Bu değer ne kadar düşürülebilirse o kadar verimli topraklama yapılır. Topraklama yapılırken cihaz ile referans toprak (topraklanan nesnenin elektrodundan oldukça uzak, en az 20 m uzakta) arasındaki direncin (toprak elektrodu geçiş direnci, yayılma direnci) olabildiğince küçük olmasını sağlamak gerekmektedir. Aynı şekilde işletme esnasında cihazların ve madeni aksamlarının aralarındaki potansiyel farkın meydana gelmemesi sağlamak gerekmektedir.

Kurulumu tamamlanmış olan bir topraklama tesisi, işletmeye alınmadan önce gözle muayene edilmeli ve ölçülmesi gerekir. Burada koruma potansiyel dengeleme iletkenlerinin (baraların) sürekliliklerinin kontrolü yapılmalıdır. İlk başta belirtildiği gibi toprak direnci ve özdirencinin tekrar ölçülmesi gerekir. Elektrik beslemesindeki koruma şalterinin otomatik açma kapama yapıp yapmadığının kontrolü yapılmalıdır.

Trafo Köşklerinde Topraklama Nasıl Yapılır?

Trafo köşklerinde topraklama en önemli konulardan biridir. Beton köşklerde (veya metal, prefabrik köşklerde) koruma ve işletme topraklaması birbirlerinden ayrı yapılır. Elektrik tesislerinde insanların temas geriliminden korunması için koruma topraklaması yapılır. Bunun için işletmenin akım devresinde yer almayan ancak bir arıza anında gerilim altında kalabilecek ekipmanlar bir iletken üzerinden topraklayıcıya bağlanır. İşletme topraklaması ise işletmenin akım devresine ait bir noktasının topraklanması işlemidir. Koruma topraklamasında trafo köşkü içerisindeki orta gerilim hücreleri, dağıtım transformatörü, alçak gerilim panosu, metal veya beton köşk ve kapıları da örgülü bakır iletkenler yardımıyla eş potansiyel dengeleme barasına bağlanır. Trafo köşkünün taban döşemesinin altında 30×3,5 mm’lik galvaniz topraklama şeridi tüm köşkün tabanını çevrelemiştir. Bu şeritten köşkün her odasına, odadaki ekipmanların gövdeleriyle irtibatlandırmak için bakır çubuklar çıkmaktadır.

Trafo Köşklerindeki Topraklama İletkenlerinin İrtibatlandırılması Bakır Çubuklar İle Yapılır.

Trafo köşkünün koruma topraklaması, sahada var olan trafo merkezinin bağlı olduğu eş potansiyel dengeleme barasını kullanabilir. Köşkün dört köşesinden yaklaşık 2 veya 3 metre uzaklığa 65x65x7 mm sıcak daldırma galvaniz topraklama kazığı çakılır ve köşkün tabanını çevreleyen, ekipmanların gövdelerinin irtibatlandırıldığı topraklama şeridi ile bağlanır. Bu bağlantı 30×3,5 mm’lik galvaniz şeritler ile yapılır. Böylece eş potansiyel dengeleme barası oluşturularak köşkün koruma topraklama sistemi tamamlanır. Köşkte işletme topraklaması ise dağıtım transformatörün yıldız noktasının direkt topraklanmasıyla yapılır. Yıldız noktası bir direnç üzerinden de topraklanabilir. Transformatörün yıldız noktası ile toprak arası bağlantı için alçak gerilim genelde 0,6/1 kV 1×150 mm2 sarı yeşil NYY kablo kullanılır. İşletme topraklaması için köşkten 30 metre uzakta 65x65x7 mm sıcak daldırma galvaniz topraklama kazığı toprağa çakılır ve transformatörün yıldız noktasından çıkan 1×150 mm2 NYY kablo bu kazığa bağlanır. Böylece köşkün işletme topraklanması da tamamlanmış olur. Sistemin koruma ve işletme topraklaması ayrı ayrı yapılmıştır. Örnek bir trafo köşkünün topraklama şeması aşağıdaki modelde gösterilmiştir.

Trafo Köşklerinin Topraklama Sistemi

İŞLETME TOPRAKLAMASI İLE KORUMA TOPRAKLAMASI ARASINDAKİ FARKLAR

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.

Elektrik Tesislerinde İşletme ve Koruma Topraklaması

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.

TOPRAKLAMA NEDEN YAPILIR? TOPRAK DİRENCİ VE ELEKTROT NEDİR?

Topraklama Nedir?

Enerjinin üretimi, iletimi, dağıtımı ve tüketicinin kullanımı esnasında can ve mal kaybı riskini önleyen bir sistem olan topraklama sistemi, kısaca gerilim altında olmayan devredeki bütün teçhizatlar ile sıfır iletkenleri ve bunlara bağlı bölümlerin bir iletken aracılığıyla yalıtım hatalarından kaynaklı arıza akımlarının toprağa iletilmesini sağlamak amacıyla toprakla birleştirilmesi olarak tanımlanabilir. Toprak yeryüzünde elektrik potansiyelinin her noktasında sıfır değerdedir. Bu yüzden bir arıza akımının akacağı en kısa yol toprağa giden yoldur. Toprağın kendisine ait bir direnci, özdirenci (özgül direnci) ve gerilimi vardır. Bu değerler sahada ölçülerek uygun topraklama sistemi oluşturulur.

Topraklama Neden Yapılmalıdır?

Topraklama zorunlu olarak yapılmalıdır. Topraklamanın olmadığı elektrik devresinin bulunduğu yerlerde can ve mal kaybı riski büyüktür. Bu yüzden insan hayatını ve cihazların kullanım süresini kısaltmamak için arıza akımlarına, elektrik kaçak akım akımlarına karşı topraklama zaruri olarak yapılmalıdır. Elektrik sisteminin devamlılığını sağlamak ve kısa devre arızalarını önlemek için devrenin gerilim altındaki kısımları yalıtılır. Ancak çeşitli sebeplerden bu yalıtımda bir eksiklik, bozulma, delinme meydana gelebilir. Bunun nedeni yıldırım, yanlış bağlantı, doğal afet vb. harici sebepler olabilir. Bu tür durumlarda devredeki tüm cihazlarda, panolarda, transformatörlerde vb. gerilim altında olmayan kısımlardan bir arıza akımı akabilir. Bu akımı anında yok etmek, direkt elektrik yük direnci çok az olan toprağa akıtmak için topraklama yapılması gerekir. Aynı zamanda elektrik enterkonnekte şebekelerin daha düzgün çalışması için topraklama yapılır.

Topraklama Ölçümü

Topraklama Hesabında Kullanılan Bazı Parametreler

İnsan direncinin değeri değişkenlik gösterse de ortalama 1000-3300 ohm arasında kabul edilir. Can kaybına sebep olmayacak, tehlikeli olmayan akım 20 mA olarak düşünülürse, bir insan için temas gerilimi 50 V olarak kabul edilir. Topraklama ve kısa devre hesaplarında insanlar için dokunma ve adım gerilimi değerleri mevcuttur. Burada dokunma gerilimi topraklama geriliminin, insan tarafından köprülenebilen bölümü iken adım gerilimi ise topraklama geriliminin, insanın 1 mt’lik adım açıklığı ile köprüleyebildiği bölümüdür.

Topraklama gerilimi, topraklama tesisi ile referans toprak arasında ölçülen potansiyel farktır. Topraklayıcının yayılma direnci ise yine topraklama tesisi ile referans toprak arasındaki dirençtir. Bu iki kavram topraklama hesaplamalarında çok kullanılır. Sahada ölçüm yapılarak elde edilir. Toprak özdirenci ise ρE sembolü ile gösterilir. Kenar uzunluğu 1 m olan toprak bir küpün karşılıklı iki yüzeyi arasındaki dirençtir. Toprağın cinsine, yapısına, yoğunluğuna ve neme bağlı olarak değişik değerlerde olabilir. Toprakta derinliklere indikçe, özdirencinde değişiklik olur. Hesaplarda bu durum dikkate alınmalıdır.

Topraklama İletkeni Olarak Galvaniz Şerit Kullanılabilir.

Topraklama direncinin düşük olması çok önemlidir. Çünkü akım düşük dirençli olan noktaya akacağından topraklamanın sağlıklı yapılabilmesi için topraklama direncini düşük tutmak gerekir. Bunun için bazı yöntemler vardır. Topraklayıcının boyutunu ve derinliğini değiştirerek, farklı bir topraklama iletkeni kullanarak, bağlantı noktalarının ve toprağın kalitesini artırarak topraklama direnci düşürülebilir. Özellikle toprağın nemli ve ıslak olması çok önemlidir. Taşlı topraklardan kaçınılmalıdır. Topraklama elektrodunun toprağa çakıldığı bölgenin nemi artırılmalıdır.

Topraklamada Kullanılan Malzemeler

Topraklama malzemeleri seçilirken çevre koşulları, zemin yapısı ve izin verilen yayılma direncine göre topraklama çeşidine belirlenir. Buna göre malzeme kullanımı değişiklik gösterse de genel olarak topraklama yapılırken aşağıdaki malzemeler kullanılır.

  • Topraklama elektrotu; toprağa gömülebilen ve cihazların toprakla bağlantısını sağlayan geniş yüzeyli iletken bir parçadır. Topraklayıcı olarak da adlandırılır. Şerit veya örgülü iletken, çubuk, profil, levha veya şerit olarak kullanılabilir.
  • Temel topraklayıcı; : Beton içine gömülen, toprak ile beton arasında geniş yüzeyli olarak temasta bulunan iletkene denir. Bir elektrot çeşididir. Genelde inşaat projelerinde binaların topraklama sisteminde kullanılır.
  • Topraklama iletkenleri; örgülü bakır, galvaniz şerit veya sarı-yeşil kablo (Elektrik İç Tesisat Yönetmeliği’nde yazılı olan) olabilir.
  • Bağlantı elemanları; bakır veya galvanizden yapılan klemens, pabuç vb. irtibatlandırma ekipmanlarıdır.
  • Koruma İletkeni (PE); devredeki işletme elemanlarının topraklayıcıya, eş potansiyel dengeleme barasına bağlayan iletkene denir.
  • Koruma ve nötr iletkeni (PEN); koruma iletkenin nötr iletkeni ile birleştirildiği iletken baradır.
  • Eş potansiyel topraklama barası; birden fazla iletkenin bağlandığı, topraklanan tüm ekipmanların ortak bir baraya getirilerek aralarındaki potansiyel farklarının eşitlendiği baradır.
Topraklama Kabloları Sarı Yeşil Renktedir.

Topraklama yapılırken önce yapılacak tesisin uygunluğu, toprak yapısı göz önünde bulundurulmalıdır. Daha sonrasında sahada topraklama direnci, gerilimi vb. değerler ölçümlenerek gerekli hesaplar yapılmalı ve uygun topraklama sistemi belirlenmelidir. Bu sisteme uygun topraklama malzemeleri seçilerek sahada uygulanmalıdır. Tesislerin topraklama sistemi “Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği’ne” uygun olarak yapılmalıdır.