Küçükyalı Mah. Yıldırım Sok. No: 23/A 34840 Küçükyalı İSTANBUL Tel: 0216 366 32 02 Fax: 0216 366 32 04 E-mail: info@petekteknoloji.com.tr www.petekteknoloji.com.tr

TOPRAKLAMA NEDİR? Can güvenliğini ve şebekeye bağlı yükleri elektrik akımının istenmeyen etkilerinden korumak için elektriksel bakımdan iletken bölümleri toprağa bağlamaktır.

TOPRAKLAMA NEDEN GEREKLİDİR ? Meydana gelebilecek herhangi bir hata durumunda (yalıtımda delinme veya bozulma),oluşabilecek tehlikeli bir dokunma gerilimine karşı insan hayatını korumak, Şebekenin ve elektrik tesisatının düzgün çalışmasını sağlamak

ELEKTRİK ÇARPMASI NEDİR? Tesisatta oluşabilecek herhangi bir hata durumunda oluşan potansiyelin insan vücudu tarafından köprülenmesidir. Bu hata sonucu vücuttan akan akımın büyüklüğü vücut direncine; temas noktasına; alternatif akımda ise frekansa bağlıdır. Toplam vücut direnci 2500ohm, insan için tehlikesiz akım değeri ise 20mA kabul edilirse, 50V’luk bir temas gerilimi sınır değer olarak kabul edilebilir. Yüksek frekanslı akımlarda vücut direnci artacağından tehlikenin azaldığı söylenebilir.

TOPRAKLAMA ÇEŞİTLERİ NELERDİR? KORUMA TOPRAKLAMASI İnsanları tehlikeli dokunma gerilimlerinden korumak için, işletme akım devresinde bulunmayan iletken bir bölümün topraklanmasıdır. İŞLETME İşletme akım devresinin bir noktasının, cihazların ve tesisin normal çalışması için topraklanmasıdır. FONKSİYON Amaç, bir işletme elemanın istenen fonksiyonunu yerine getirmesidir. Toprak dönüş iletkeni olarak kullanılır. 1.koruma topraklaması insanları tehlikeli gerilimlere karşı korumak için, işletme akım devresinde bulunmayan iletken bir bölümün topraklamasıdır. 2 İşletme topraklaması işletme akım devresinin bir noktasının, cihazların ve tesislerin normal işletilmesi için topraklanmasıdır. 3.bir iletişim tesisinin veya işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesidir. Yıldırım, raylı sistem ag cihazları vb.

TOPRAKLAMAYA İLİŞKİN TEMEL TANIMLAR Koruma İletkeni : İşletme elemanlarının aktif olmayan bölümlerini Potansiyel dengeleme barasına, Topraklayıcılara, Elektrik enerji kaynağının topraklanmış noktasına, bağlayan iletkendir.

TOPRAKLAMAYA İLİŞKİN TEMEL TANIMLAR Toprak : Elektriksel potansiyelin her noktada sıfır olduğu yeryüzü PEN İletkeni : Koruma iletkeni ve nötr iletkeni fonksiyonlarını bir iletkende birleştiren topraklanmış iletkendir. Topraklayıcı : Beton içine gömülü, beton vasıtasıyla toprakla geniş yüzeyli olarak temasta bulunan iletken Referans Toprak: Topraklayıcıdan uzakta, topraklama tesisinin etki alanı dışında kalan yeryüzü bölümü. Burada alınan herhangi iki nokta arasında gerilimi düşümü oluşmaz.

TOPRAKLAMAYA İLİŞKİN TEMEL TANIMLAR Topraklayıcının yayılma direnci : Topraklama tesisi ile referans toprak arasındaki direnç, zeminin cinsi ile topraklayıcının boyut ve düzenleme biçimine bağlıdır. Topraklama gerilimi : Topraklama tesisi ile referans toprak arasında oluşan gerilim Sıfırlama : Bir yalıtım hatasında elektrik devresinin aşırı akım koruma aygıtları ile açılmasını sağlamak için, gerilim altında olmayan iletken tesis bölümlerinin topraklayıcılara ya da topraklanmış bölümlere doğrudan bağlanmasıdır.

TOPRAKLAMAYA İLİŞKİN TEMEL TANIMLAR Nominal Yük Akımı: Normal çalışma koşulları altında şebeke geriliminde yük üzerinden akan akımdır. Hata Akımı (If) : Şebekede oluşabilecek bir hata anında aktif iletken bölümlerden toprağa akan akımdır. Kaçak Akım (IL) : Gerilim altında bulunan bölümlerden gerilim altında bulunmayan iletken bölümlere yalıtkan madde üzerinden işletme gereği geçen akımdır. Kısa Devre Akımı (Isc) : Farklı potansiyellerdeki iki nokta arasında oluşabilecek bir kısa devre anında geçen akımdır.

TOPRAKLAMAYA İLİŞKİN TEMEL TANIMLAR Adım gerilimi: Topraklama geriliminin, insanın 1mt’ lik adım açıklığı ile köprülenen bölümüdür. Dokunma gerilimi : Topraklama geriliminin insan tarafından köprülenen bölümüdür. Uo : Toprak Potansiyeli Uc : Dokunma Gerilimi Ust: Adım Gerilimi Re : Toprak Direnci

TOPRAKLAMA SİSTEMİNE GÖRE ŞEBEKELER TN SİSTEMLER TN-C SİSTEM TN-S SİSTEM TN-C-S SİSTEM

TOPRAKLAMA SİSTEMİNE GÖRE ŞEBEKELER TT SİSTEM IT SİSTEM

ÖLÇÜM YAPARKEN DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR Kullanılan ölçüm cihazının yüksek seviyede parazitik sinyallerin olduğu ortamlara (endüstriyel bölgeler, güç transformatörleri, yüksek gerilim hatları..vb) uygun olması Ölçüm yapılan kazıkların dirençlerinin yüksek olmaması gerekir. Ölçümden önce topraklama sisteminin tipi belirlenmeli ve uygun ölçüm metodu ve cihaz seçilmelidir.

YAYGIN TOPRAKLAMA DİRENCİ ÖLÇÜMÜ METODLARI Dahili gerilim kaynağı (sinüs dalga) ve 2 ölçümü probu kullanarak ölçüm Ölçüm probu kullanmadan harici gerilim kaynağı ile ölçüm Harici gerilim kaynağı ve ölçüm problarıyla ölçüm Dahili gerilim kaynağı,2 ölçüm probu ve pens kullanarak ölçüm Kazıksız ölçüm (2 adet akım pensi yardımıyla)

KLASİK 4 NOKTALI, 2-PROB METODU Topraklama elektrodunun C2 akım probuna uzaklığı: Topraklama Elektrodu derinliği x 5 P2 (%62) gerilim probuna uzaklığı: C2 uzaklığı x 0,62 P2 (%52) gerilim probuna uzaklığı: C2 uzaklığı x 0,52 P2 (%72) gerilim probuna uzaklığı: C2 uzaklığı x 0,72

KLASİK 4 NOKTALI, 2-PROB METODU Topraklama çubuğunun derinliği 4mt; C2 =4m x 5 =20mt P2(62%) =20m x 0,62 = 12,4m P2(52%) =20m x 0,52 = 10,4m P2(72%) =20m x 0,72 = 14,4m Her bir ölçüm uzaklığında bulunan değerler ile 1. Ölçüm değeri arasında %10dan fazla bir fark yok ise 1. Ölçüm doğru kabul edilir. Farklı ise, her iki uzaklıkta (C2 ve P2) orantılı olarak artırılarak tüm ölçümler tekrar edilir.

TEK ELEKTRODLU TOPRAKLAMADA TOPRAKLAMA DİRENCİ ÖLÇÜMÜ Ölçüm probları elektrot ile aynı hizada ya da eşkenar üçgen oluşturacak şekilde toprağa çakılmalıdır. Ölçüm Sonucu: UI =Re U.........P1 ve P2 arasında ölçülen gerilim I..........C1 ve C2 arasındaki döngüden akan akım Topraklama elektrodu diğer bir elektroda bağlı değil.

TEK ŞERİTLİ TOPRAKLAMADA TOPR. DİRENÇ ÖLÇÜMÜ Ölçüm probları elektrot ile aynı hizada ya da eşkenar üçgen oluşturacak şekilde toprağa çakılmalıdır. Ölçüm Sonucu: U / I =Re U.........P1 ve P2 arasında ölçülen gerilim I..........C1 ve C2 arasındaki test akımı Topraklama elektrodu diğer bir elektroda bağlı değil.

PARALEL BAĞLI ELEKTRODLARDAN OLUŞAN KOMPLEKS TOPRAKLAMA SİSTEMLERİNDE TOPRAKLAMA DİRENCİ ÖLÇÜMÜ

KOMPLEKS TOPRAKLAMA SİSTEMLERİNDE DİKKATE ALINMASI GEREKEN HUSUSLAR Sistemin toplam direnci REtot her bir elektrodun paralel bağlantı değerine eşittir.Herhangi bir hata anında oluşabilecek elektrik şokuna karşı etkili bir koruma sunar. Fakat atmosferik olaylara karşı (şimşek..vb.) yeterince düşük bir direnç elde edilemez. Her elektrodun kendi direnci RE1...REn Özellikle atmosferik boşalmalara karşı bir koruma isteniyorsa bu dirençler yeterince düşük olmalıdır.

KOMPLEKS SİSTEMLERDE EŞDEĞER TOPRAKLAMA DİRENCİ ÖLÇÜMÜ

Klasik 4 noktalı-2 kazıklı ölçüm SONUÇ = U \ I= Re1 \\ Re2 \\ Re3 \\ Re4 = Re(tot) KESİN VE GÜVENİLİR SONUÇ ŞEHİR İÇİNDEKİ ÖLÇÜMLERDE PROBLEMLİ

KAZIKSIZ ÖLÇÜM Re1...Re4 : Test edilen sistemin elektrotlarının direnci Re5...ReN : Düşük dirençli yardımcı sisteme ait elektrotların direnci r : Pensler arası uzaklık (En az 30cm olmalıdır.)

KAZIKSIZ ÖLÇÜM ÖLÇÜM PRENSİBİ SONUÇ : REtot (Re1...Re4) + REtot (Re5...ReN) REtot (Re1...Re4) < REtot (Re5...ReN) SONUÇ ~ REtot (Re1...Re4)

KISMİ TOPRAKLAMA DİRENCİ ÖLÇÜMÜ ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRARAK - 4 Noktalı - 2 kazıklı ölçüm - 4 Noktalı – 2 noktalı ölçüm ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRMADAN - 4 Noktalı – 2 kazık+test pensi ile ölçüm - Kazıksız ölçüm

ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRARAK 4 Noktalı - 2 kazıklı ölçüm SONUÇ: U \ I = Re4 PASLI BAĞLANTILARDA ELEKTRODU AYIRMAK PROBLEM YARATABİLİR FAKAT ÖLÇÜM SONUCUNUN DOĞRULUĞU YÜKSEK VE GÜVENİLİRDİR.

ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRARAK 4 Noktalı - 2 problu ölçüm SONUÇ = Re4 + (Re1 \\ Re2 \\ Re3), (Re1 \\ Re2 \\ Re3) < Re4 SONUÇ ~ Re4

ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRMADAN 4 Noktalı - 2 kazık + akım pensi ile ölçüm

ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRMADAN ÖLÇÜM PRENSİBİ Ut.......Test Gerilimi Rc.......Akım probunun direnci Rp.......Gerilim probunun direnci Itot...... Test akımı I1~I4....Ayrı test akımları I1+I2+I3+I4 = Itot SONUÇ1 = Re4 (Clamp ile ) SONUÇ 2= Rtot (A-metre ile)

ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRMADAN Kazıksız ölçüm SONUÇ = Re4 + (Re3 \\ Re2 \\ Re1), (Re1 \\ Re2 \\ Re3) < Re4 SONUÇ ~ Re4

ELEKTRODU SİSTEMDEN AYIRMADAN Kazıksız ölçüm şekil 39, şekil 40/ Yardımcı Topraklama Sistemi Mevcutsa SONUÇ  Re3

Tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı RCD Tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı RCD kullanılan şebekelerde topraklama direnci değerinin önemi büyüktür. Direnç yüksekse, erişilebilir iletken bölümler üzerinde yüksek bir dokunma gerilimi oluşur. Gerilim, elektrik şoku riskini belirttiğinden toprak direnci ile birlikte dokunma geriliminin de ölçümü gereklidir.

TOPRAK ÖZGÜL DİRENCİ ÖLÇÜMÜ

Toprak özgül direnci nedir? 1 x 1 x 1mt. boyutlarındaki toprak parçasının karşılıklı kenarlarına gerilim uygulandığında gösterdiği dirençtir. Yüksek gerilim şebekeleri ve geniş endüstriyel alanlarda doğru topraklama sisteminin kurulması için ölçülmesi gereken bir değerdir. Toprak yayılma direnci veya topraklama empedansını önceden belirlemek amacıyla bu direncin çeşitli derinliklerde tespit edilmesi gerekir.

Toprak Özgül Direncinin Ölçümü SONUÇ = 2  a U\I = a......Test probları arasındaki uzaklık U......P1 ve P2 probları arasındaki gerilim I.......Test akımı ......Toprak özgül direnci

Toprak Tiplerine Göre Özgül Direnç Değerleri

TOPRAKLAMA TESİSLERİNDE ÖLÇMELER Göz ile muayene Topraklamada doğru tedbirlerin alındığı periyodik olarak (örn. yılda bir defa) göz ile incelenmelidir. Ölçme ve denetleme Topraklamada yapılan büyük değişikliklerden sonra toprak empedansını veya dokunma gerilimlerinin ölçülmesi yada hesaplanması gerekir.doğru tedbirlerin alındığı ilk önce göz ile incelenmelidir.

Topraklama Direnci Ölçümüne Getirilen Standartlar EN 61557 bölüm4 - Maksimum hata oranı +/- 30%’ u geçmemelidir. - 4~24V arası AC/DC test gerilimi kullanılabilir. - DC test gerilimi kullanılıyorsa ölçüm yapılan cihaz her iki polaritede de gerilim verebilmelidir. - Minimum ölçüm aralığı 0,2ohm~2ohm olmalıdır. - Dijital cihazlarda 0,01ohm çözünürlük olmalıdır. - Nominal şebeke geriliminin 120%’si kadar bir gerilim kullanıcı ve cihaz için tehlike arz etmemelidir. Böyle bir durumda cihazın sigortası atabilir.

Topraklama Direnci Ölçümüne Getirilen Standartlar EN 61557 bölüm5 - Maksimum hata oranı +/- 30%’ u geçmemelidir. - 3V/400Hz, 60Hz,50Hz, 16,66Hz veya DC gerilim cihazın E(ES) ve S terminalleri arasına uygulanır. - Kullanılan kazıkların direnci 50Kohm’ u geçmemelidir. - Ölçüm esnasında AC gerilim kullanılmalıdır. - Test gerilimi 50Veff (70Vp) veya akım 3,5mAeff(5mAp) değerlerinden düşük olmalı, test sinyali 30msden az bir süre uygulanabilmelidir. - Ölçüm cihazı kazıkların direnci 50kohm üzerine çıktığında uyarı verebilmelidir. - Nominal şebeke geriliminin 120%’si kadar bir gerilim kullanıcı ve cihaz için tehlike arz etmemelidir. Böyle bir durumda cihazın sigortası atabilir.