Topraklama – 1

Topraklama – 1

Topraklama, normal vatandaşlar için yada elektrik/elektronik işine yeni başlayanlar için hep önemsiz konular sınıfında kalmıştır. Topraklama çoğu zaman bir kalorifer borusu, bir su borusu hatta bir saksı toprak olmuştur.

Bu yazıda teorik olmayacak şekilde topraklama ve yıldırımdan koruma hakkında siz amatör arkadaşlarımı bilgilendirmek ve internet ve çeşitli kaynaklardan derlediğim bilgileri paylaşmak istedim.

Topraklama konusuna sistemin yapısı semboller ve tanımları açıklıyarak başlayalım;

1. Şebeke Bağlantı Türleri
1.1 Semboller ve Tanımlar

TS 3994'e göre alçak gerilim elektrik şebekeleri sınıflandırılarak aşağıda açıklanan üç tipe ayrılmıştır:

TN tipi şebeke
TT tipi şebeke
IT tipi şebeke

TN, TT ve IT şeklindeki sınıflandırmada kullanılan sembollerin anlamlan aşağıdaki gibidir:
T: Terra, Toprak
N: Nötr
I: İzolasyon

Birinci harf: Akım kaynağının; yani transformatör merkezinin yapısını ve topraklama durumunu gösterir. Buna göre; T: Şebekenin bir noktası (mesela yıldız noktası) topraklanmış, I: Şebekenin bütün aktif kısımları toprağa karşı yalıtılmış veya şebekenin bir noktası bir empedans üzerinden topraklanmış demektir

İkinci harf: Tüketici cihazının madenî kısmının toprağa karşı durumunu gösterir. Buna göre
T: Şebeke topraklaması yapılmış olmasına rağmen cihazın ayrıca direkt topraklanmış olmasıdır,
N: Cihazın muhafaza kısmının şebeke topraklamasına doğrudan doğruya bağlanmış olduğu anlamına gelir.

Bu şebeke tipi en yaygın şebekedir. Burada şebekenin bir noktası (örneğin yıldız noktası) doğrudan doğruya topraklanır. Bu yapılan işlem işletme topraklamasıdır.
TN tipi şebekede koruma topraklamasına ve sıfırlamaya müsaade edilir.
TN şebekenin üç ayrı uygulama tipi vardır. Bunlar TN' ye eklenen şu harfler ile belirlenir:
PE : (Protection Earth) Koruma iletkenidir.
C: (Combind PE and N=PEN) Koruma iletkeni ile nötr hattının fonksiyonları PEN hattında birleştirilmiş.
S:(Sperated PE and N) Koruma iletkeni ile nötr hattı fonksiyon bakımından
birbirinden ayrılmış.

TN sistemleri, koruma (PE) ve nötr (N) iletkenlerinin durumlarına göre üç şekilde uygulanabilir:

TN-C sistemi
TN-S sistemi
TN-C-S sistemi

TN-C Sistemi
TN-C sisteminde tesise ait bütün madenî kısımlar, koruma ve nötr iletkenleri birleştirilerek şebekenin tamamında ortak bir iletken (PEN) olarak çekilir.

Tümünde koruma ve nötr işlevlerinin yüklendiği tek iletken çekilmiş TN tipi şebeke (TN-C)

TN-S Sistemi

Nötr ve koruma iletkenleri ayrı çekilmiş TN tipi şebeke (TN-S)

TN-C-S Sistemi

Bir bölümünde koruma ve nötr iletkenlerinin yüklendiği tek iletken çekilmiş TN tipi şebeke (TN-C-S)

TT Sistemi

Bu şebeke şeklinde şebekenin yıldız noktası direkt olarak topraklanmıştır; bu bir işletme topraklamasıdır. Tesise ait madenî kısımlar ise işletme topraklamasından ayrı olarak topraklayıcıya bağlanmıştır. Bu ise koruma topraklamasıdır.
TT tipi şebekede şunlar uygulanabilir
Koruma topraklaması
Hata gerilimi ile koruma bağlaması
Hata akımı ile koruma bağlaması

IT Sistemi
Bu tip şebekede, yıldız noktası toprağa karşı yalıtılmıştır veya yeteri kadar yüksek bir empedans (direnç veya endüktans bobini) üzerinden topraklanmıştır. Bu tip şebekeden beslenen cihazlar topraklanır. Şebekede meydana gelen ilk faz-toprak hatası, şebekeye bağlı cihazların çalışmalarını etkilemez. Fakat ikinci bir izolasyon hatası, toprak temaslı iki fazlı bir kısa devreye neden olur ve cihazların normal çalışmalarını olumsuz yönde etkiler.
IT tipi şebekede, ilk izolasyon hatasını tespit etmek ve ikinci hatanın yol açacağı tehlikelerden korunmak için izolasyon kontrol cihazı bağlanır. İlk hata oluştuğunda ışıklı veya sesli bir sinyal verilir.

İzolasyon kontrol cihazı ile yalnızca ikaz verilmez. İstenirse bu durumda şebekenin enerjisi otomatik olarak kesilebilir.

Sıfırlama Tanımı ve Yapımı

İnsanları tehlikeli temas gerilimlerine karşı korumak için tüketicilerin işletme akım
devresine ait olmayan ve fakat bir izolasyon hatası sonucunda gerilim altında kalabilen
iletken kısımların, örneğin madenî muhafazaların nötr hattı ile iletken olarak bağlanmasına sıfırlama denir.

Sıfırlama yapılmış tesislerde, koruma topraklamasında olduğu gibi, işletme araçlarında izolasyon hatası nedeniyle meydana gelen yüksek temas gerilimlerinin sürekli olarak kalması önlenir. Bu sistemde, korunacak işletme aracının gövdesi nötr ile bağlanır.

Sıfırlamanın yapılışı

Sıfır iletkeni bir koruma iletkeni değildir. Çünkü bu iletkenin üzerinden işletme akımı geçebilir. Fakat cihazları sıfır iletkenine bağlayan iletkenler koruma iletkenidir. Arıza olmadığı takdirde bunun üzerinden hiçbir akım geçmez.
Eski tesislerde nötr iletkeni, sıfır iletkeni ve koruma iletkeni olarak kullanılmaktadır. Halbuki yeni yapılan modern tesislerde sıfırlama için kofradan itibaren, ayrıca topraklanmış bir koruma hattı çekilmektedir.
Alternatif akım tesislerinde, üç fazlı dengesiz yüklerde nötr hattı üzerinden işletme akımı geçebilmektedir. Bu ise sıfırlamanın yapıldığı tesislerde, cihaz gövdesinde istenmeyen gerilimlerin oluşmasına neden olacaktır. Halbuki koruma hattında hiçbir zaman istenmeyen gerilimler olmayacaktır. Aşağıdaki şekilde böyle bir sistemin olduğu modern sıfırlama sistemi gösterilmektedir

Sıfırlanmış seyyar tüketicilerin bağlanması için kullanılan topraklı fış ve prizler

Topraklama

Elektrikle çalışan bir cihazda olabilecek bir izolasyon hatası sonucu yada
Elektrikle çalışan bir cihazın manyetik/kapasitif kaçağından dolayı dokululabilir yerlerinde olabilecek gerilimler yada
Makinanın doğasından dolayı (elektrikle çalışmasa bile, boru içinde akan gaz vs, buğday silolarında, silo içindeki ürün hareketi, matbaak, konveyor sismleri ani hava hareketleri sonucu vs ) oluşan elektrostatik olşumlardan kurtulmak için yapılan tesisata topraklama diyebiliriz.

Konu içinde yer almasa da kısaca değinecek olursak;
Elektrik enerjisi üretildikleri yerden şehir merkazlerine kadar yüksek voltaj ile taşınır. Taşımada kullanılan direkler yaklaşık 25mt olup tek yada çift kollu olabilir. Bu direklerin en Yay parçaları arasında kalan taralı alan korunan bölgeyi gösterir.

Alçak yada yüksek gerilimde topraklama kullanılan teknikler temelde aynıdır. Doğal olarak kullanılan malzemeler arasında farklılıklar gösterir.

Bir sonraki sayımızda topraklama çeşitleri yazı dizimize devam edeceğiz.