ATR MÜHENDİSLİK

TOPRAKLAMA SİSTEMLERİ ERKAN YÜKSEL ELEKTRİK- ELEKTRONİK MÜHENDİSİ ATR MÜHENDİSLİK 2013 www.atrmuhendislik.com.tr

İnsan hayatının değerini maddiyatla ölçmek mümkün değildir İnsan hayatının değerini maddiyatla ölçmek mümkün değildir. Bu nedenle koruma metotları için harcanan meblağın önemi yoktur. Fakat hem ucuz hem de daha güvenli bir ortamda çalışmak mümkündür. İnsanlara güvenli bir çalışma ortamı sağlamak için en kolay ve ucuz yöntemlerden bir tanesi topraklama sistemini uygulamaktır. Topraklama bina yapılırken temel aşamasında yapılmalıdır. Bu hem maliyeti azaltır, hem de daha güvenli bir ortam sağlar .

TOPRAKLAMA NEDİR ? Elektrik tesislerinde aktif olmayan bölümleri, sıfır iletkenleri ve bunlara bağlı bölümlerin, bir elektrot yardımı ile toprakla iletkenin bir şekilde birleştirilmesine TOPRAKLAMA denilmektedir.

TOPRAKLAMANIN AMACI ? Farklı özgül dirençlere sahip toprak katmanlarında elde edilmek istenen direnç değerine ve istenen topraklamanın fonksiyonuna göre kullanılacak elektrotların sayılarının ve şeklinin hesaplanarak toprakla iletken bir halde temas ettirerek istenen toprak geçiş direnç değerini elde etmektir.

TOPRAKLAMANIN AMACI ?

TOPRAKLAMANIN AMACI ?

TOPRAKLAMANIN AMACI ?

TOPRAK ÖZDİRENCİ 03 Aralık 2003 tarihli Elektrik İç Tesisleri Proje Hazırlama Yönetmeliği'nin 10/c-5.i.1 maddesi projelere başlamadan önce toprak özdirencinin belirlenmesini şart koşmuştur.

TOPRAK ÖZDİRENCİ Toprak özdirenç ölçümünde Wenner, Schlumberger, dipol-dipol, tek elektrot-dipol, yarım Wenner ve yarım Schlumberger gibi çeşitli klasik yöntemleri kullanmak mümkündür. Yukarıda adı geçen tüm geleneksel yöntemler, 4 adet ölçüm kazığının bir doğru boyunca değişik aralıklarla toprağa çakılması ile uygulanırlar. Küçük aralıklarla yapılan ölçümlerde özel geliştirilmiş ölçüm cihazlarından yararlanılırken, büyük aralıklarla yapılan ölçümlerde ise voltmetre-ampermetre yöntemi kullanılır.

TOPRAK ÖZDİRENCİ Elektrik yöntemlerde yeryüzünde toprağa çakılan iki paslanmaz metal-çelik elektrod aracılığı ile yer içine elektrik akımı gönderilir. Yeryüzündeki diğer iki noktada yerleştirilen iki elektrod yardımı ile de yer içinde oluşan gerilim farkı ölçülür. Aşağıdaki şekilde akım elektrodlarından uygulanan akım çizgileri dağılımı ve bunun sonucu oluşan elektriksel gerilim (elektriksel potansiyel) çizgilerinin dağılımı görülmektedir

TOPRAK ÖZDİRENCİ

Toprak Özgül Direnci ρE (Ω.m) TOPRAK ÖZDİRENCİ Toprak Cinsi Toprak Özgül Direnci ρE (Ω.m) Bataklık 5-40 Çamur, kil, humus 20-200 Kum 200-2500 Çakıl 2000-3000 Havanın etkisiyle dağılmış taş Çoğunlukla < l000 Kumtaşı Granit >50.000 Morenin (Buzultaş) >30.000

TOPRAK ARIZLARININ BELİRTİLERİ Bir tesiste, herhangi bir cihaz veya motor arızalanıyor ve bunu diğer motor veya cihazların arızalanması takip ediyor ve sistemde okunan gerilimde de herhangi bir anormalliğe rastlanmıyor , arızaların kaynağı bulunamıyor ise, Tesis içerisindeki metal aksamlara dokunulduğunda çarpılma meydana geliyorsa,

TOPRAK ARIZLARININ BELİRTİLERİ Elektronik kart, ölçüm cihazları kontrol devrelerinde sıklıkla parazitlikler gözlemleniyorsa, Nötr–Toprak arası ölçüldüğünde fazların dengeli yüklenmesi halinde gerilim okunuyorsa, Fazlar arası gerilimde ve faz açılarında sıklıkla oynamalar meydana geliyorsa

Tesiste topraklama arızası vardır. TOPRAK ARIZLARININ BELİRTİLERİ Tesiste topraklama arızası vardır.

TOPRAKLAMA ÇEŞİTLERİ

Koruma Topraklaması İnsanları tehlikeli dokunma ve adım gerilimlerine karşı korumak için işletme araçlarının aktif olmayan kısımlarının topraklanmasıdır. Koruma topraklaması, alçak gerilim tesislerinde temas gerilimine karşı korunma yöntemlerinden biridir.

İşletme Topraklaması İşletme akım devresinin, tesisin normal işletilmesi için topraklanmasıdır. Alçak gerilim şebekelerinde, transformatörlerin sıfır noktalarının , doğru akım tesislerinde bir kutbun veya orta iletkenin topraklanması ile yapılır. Böylece sistemde, toprağa karşı oluşacak gerilimin belirli değerleri aşmamasına çalışılır.

Fonksiyon Topraklaması Bir iletişim tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi için yapılan topraklamadır. Yıldırımın etkilerine karşı koruma, raylı sistem topraklaması, zayıf akım cihazlarının topraklanması fonksiyon topraklamasına birer örnektir.

Fonksiyon Topraklaması Bir iletişim tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi için yapılan topraklamadır. Yıldırımın etkilerine karşı koruma, raylı sistem topraklaması, zayıf akım cihazlarının topraklanması fonksiyon topraklamasına birer örnektir.

TOPRAKLAMA SİSTEMİNDE TANIMLAMALAR

Koruma iletkeni (PE) İşletme elemanlarının aktif olmayan bölümlerini: Potansiyel dengeleme barasına, Topraklayıcılara , Elektrik enerji kaynağının topraklanmış noktasına, bağlayan iletkendir.

Koruma iletkeni + Nötr iletkeni (PEN) Koruma iletkeni ve nötr iletkeni fonksiyonlarını bir iletkende birleştiren topraklanmış iletken. Temel topraklayıcı Beton içine gömülü, toprakla beton vasıtası ile geniş yüzeyli olarak temasta bulunan iletken. Topraklayıcının yayılma direnci Bir topraklama tesisi ile referans toprak arasındaki direnç.

Potansiyel sürüklenmesi Bir topraklama tesisinin yükselen potansiyelinin, bu tesise bağlı bir iletken yolu ile uzak bir bölgeye taşınmasıdır. Potansiyel dengeleme hattı (Eşpotansiyel kuşaklama) Potansiyel dengelemesini sağlamak amacı ile kullanılan bağlantı iletkenleri. Global topraklama sistemi Yerel topraklama tesislerinin birbirlerine bağlanması ile elde edilen topraklama sistemi. Böyle sistemler toprak arıza akımının bölünmesine yol açarak, topraklama sisteminde topraklama geriliminin küçültülmesini sağlar.

POTANSİYEL DAĞILIMI

POTANSİYEL DAĞILIMI Adım gerilimi: Topraklama geriliminin, insanın 1 m’lik adım açıklığı ile köprülenen bölümüdür. Dokunma gerilimi : Topraklama geriliminin insan tarafından köprülenen bölümüdür.

TOPRAKLAMA SİSTEMİNE GÖRE ELEKTRİK TESİSATLARI İlk Harf : Güç sisteminin toprağa bağlanması T (Terre) : Bir noktanın doğrudan toprağa bağlanması I (İzole) : Tüm gerilimli bölümlerin topraktan ayrılması veya bir empedans üzerinden toprağa bağlanması İkinci Harf: Tesisatın açıktaki iletken bölümlerinin tesisata bağlanması T (Terre) : Güç sisteminden bağımsız olarak, açıktaki iletken bölümlerin doğrudan toprağa bağlanması N (Nötr) : Açıktaki iletken bölümlerin güç sisteminin topraklanmış noktasına doğrudan bağlanması (A.A sistemlerde topraklanmış nokta, normal nötr noktası veya ana (faz) iletkenidir.) Takip eden harf varsa; S (Separe): Nötr veya topraklanmış hat iletkeninden ayrı bir iletken ile koruma sağlanması C (Combine): Nötr ve koruma güvenliğinin tek iletken üzerinden birleştirilmesi (PEN iletkeni)

ALÇAK GERİLİM ŞEBEKELERİNDE TOPRAKLAMA ŞEKİLLERİ

TN-C Topraklama Sistemi Koruma ve nötr fonksiyonları birleştirilmiştir.

TN-S Topraklama Sistemi Koruma ve nötr fonksiyonları ayrı iletkenlerle

TT Topraklama Sistemi Sistem nötrü ve cihazlar ayrı ayrı topraklanmış sistemdir.

IT Topraklama Sistemi Sistem nötrü yalıtılmış ve cihazlar topraklanmış sistemdir.

Topraklama Sistemlerinde Kontrol Periyotları Elektrik üretim, iletim, dağıtım tesisleri 2 yıl Enerji nakil ve dağıtım hatları 5 yıl Sanayi tesisleri ve iş merkezleri direnç değerleri 1yıl Topraklama tesisleri ile ilgili diğer kontroller 2 yıl Sabit işletme elemanları 1 yıl Yeri değişebilen işletme elemanları 6 ay Parlayıcı, patlayıcı, tehlikeli ve zararlı maddelerle çalışılan işyerleri ile ıslak ortamlarda çalışılan işyerleri için kontrol periyotları 1 yılı aşamaz.

EŞ POTANSİYEL SİSTEM

EŞ POTANSİYEL SİSTEM Topraklamada en güvenli sistem eş potansiyel sistemdir. Bu sistemde tüm topraklamalar , tüm metal bölümler eş potansiyel baraları ile birbirine irtibatlanır. Tesis içerisinde herhangi iki noktada oluşabilecek gerilim farkı önlenmiş ve tüm noktalarda eş potansiyel sağlanmış olur. Bu sistemde iç yıldırımlık ürünlerinin de (Aşırı Gerilim Darbe Koruyucu ) birlikte kullanılması gerekmektedir ki, dış yıldırımlık sistemini eş potansiyel sisteme irtibatlarken bu sistemin oluşturabileceği aşırı gerilimlere karşı da önlem almış olursunuz. Aksi takdirde bu sistem cihazlar için büyük tehlike oluşturur.

EŞ POTANSİYEL SİSTEM

Yıldırımlık Tesislerinin Topraklaması İle İlgili Kurallar Yıldırımdan korunma tesisleri, binaların temel topraklayıcısına bağlanır. Yıldırıma karşı koruma topraklamalarına 2 m den daha yakın mesafede başka topraklayıcılar bulunuyorsa, bütün topraklayıcılar birbirleri ile bağlanmak zorundadır. (Yönet. Madde 25a ve devamı) Binalara gelen hatlar parafudurlar üzerinden potansiyel dengeleme barasına bağlanmalıdır.

Ana Potansiyel Dengeleme Şeması

TEMEL TOPRAKLAMASI

TEMEL TOPRAKLAMASI Temel topraklayıcı kapalı bir ring şeklinde yapılmalıdır ve binanın dış duvarlarının temellerine veya temel platformu içine yerleştirilmelidir. Çevresi büyük olan binalarda temel topraklayıcı 20x20 m’lik gözlere bölünmelidir.

TOPRAKLAMA ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

BİNALARIN ELEKTRİK TESİSATLARINDA YAPILMASI GEREKEN TESTLER NELERDİR ?

TOPRAK DİRENCİ ÖLÇÜMÜ SÜREKLİLİK TESTİ LOOP EMPEDANS ÖLÇÜMÜ YALITIM DİRENCİ ÖLÇÜMÜ RCD TESTLERİ TERMAL KONTROL

TOPRAK DİRENCİ ÖLÇÜMÜ (EARTHING RESISTANCE MEASR.) C2 uzaklığı = Elektrod Derinliği x 5 P2 uzaklığı(%62) = C2 Uzaklığı x 0,62 P2 uzaklığı(%52) = C2 Uzaklığı x 0,52 P2 uzaklığı(%72) = C2 Uzaklığı x 0,72 Ölçüm sonuçları ilk ölçüm sonuncunun (0,62xC2) ; %10’unundan fazla değilse ilk sonuç doğru kabul edilir. Fazla çıkarsa diğer ölçümler uzaklıklar artırılarak tekrar edilir

TOPRAK DİRENCİ ÖLÇÜMÜ (EARTHING RESISTANCE MEASR.) KAZIKSIZ ÖLÇÜM

EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ (IMPEDANCE MEASUREMENTS) TN sistemlerde çevrim empedansı ölçümü Çevrim Empedansı : Eğer tesisat aşırı akım koruma aygıtları ile korunuyorsa , Z LOOP Hata döngü empedansı ölçülmelidir. Hata anında oluşan hata akımı nedeniyle kullanılan aygıtın, belirlenen zaman aralığında devreyi açması için Faz ile PE iletkeni arasındaki empedans mümkün olduğunca küçük olmalıdır.

EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ (IMPEDANCE MEASUREMENTS)

EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ (IMPEDANCE MEASUREMENTS) TT sistemlerde çevrim empedansı ölçümü

EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ (IMPEDANCE MEASUREMENTS) B, C, K tip otomatik sigortaların kullanıldığı, U L-N arası 220V olan tesisatlarda olması gereken max. değerler aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.

EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ (IMPEDANCE MEASUREMENTS) Result = Zsec + RL1 + RPE = Zs Zsec: Transformatörün sekonder empedansı. RL1: Güç transformatöründentest edilen prize kadar olan faz iletkeni direnci. RPE: Test edilen prizden güç transformatörüne kadar olan koruma iletkeni direnci IPSC : Kısa devre koruma akımı =UN x 1,06 / Z LOOP

EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ (IMPEDANCE MEASUREMENTS) Hat Empedans (Z LINE) : Faz iletkeni (L) ile nötr terminali (N) arasında ya da 3 falı sistemlerde iki faz iletkeni arasında ölçülen empedanstır. Özellikle yüksek güç çeken yükleri besleyen tesisatların kontrolünde ölçümü gereken bir parametredir.

SÜREKLİLİK TESTİ (CONTINUTIY) KORUMA İLETKENLERİ FAZ İLETKENLERİ TOPRAKLAMA İLETKENİ Tehlikeli hata gerilimlerinin oluşmasını engelleyen koruma sisteminin bir parçasıdır. Bu ise, iletkenlerin doğru boyutlarda kullanılması ve birbirlerine uygun bağlanmasıyla mümkün olur.

SÜREKLİLİK TESTİ (CONTINUTIY) Test gerilimi + / - olmak üzere her iki polaritede de uygulanabilmeli Koruma iletkenlerinde farklı seviyelerde indüktif etki var ise, kullanılan cihaz bu etkiden bağımsız ölçüm yapabilmelidir.

SÜREKLİLİK TESTİ (CONTINUTIY) Yapılan ölçümler 3 grupta toplanabilir : Ana Topraklama Barasına(MPEC) bağlı koruma iletkenleri üzerinde Koruma iletkeni klemensine(PCC) bağlı koruma iletkenleri üzerinde Lokal topraklamada kullanılan koruma iletkenleri üzerinde

RPE... Koruma ilketkeninin direnci SÜREKLİLİK TESTİ (CONTINUTIY) MPEC ve PARAFUDR ARASINDA SÜREKLİLİK TESTİ RPE< UL / Ia RPE... Koruma ilketkeninin direnci UL.....Limit dokunma gerilimi(50V) IA.....RCD anma akımı (I)

RCD TESTLERİ (RCD TESTING) RCD Nedir? İnsan ve hayvanları tehlikeli elektrik şoklarından koruyan cihazlardır. Yükten nötr iletkenine akan ve döngüden dönen faz akımlarının farkı esasına dayalı olarak çalışır.Bu fark Koruma aygıtının açma akımından büyükse RCD devreyi keser. INN = IL1 + IL2 + IL3 - IN RCD’NİN DEVREYİ AÇMASI İÇİN ŞART : Inn > Inn trip INN..........Hata ve kaçak akımın toplamı olan diferansiyel akım INNtrip....RCD’nin açma akımı

RCD TESTLERİ (RCD TESTING) RCD kullanarak başarılı bir koruma sağlanması için şu parametreler test edilmelir: Dokunma Gerilimi Uc : Max 50V, hastane ve bilgisayar odalarında 25V Açma zamanı Inn Açma akımı Inn Toprak direnci RE

RCD TESTLERİ (RCD TESTING) Trip-out akımı Inn Ölçüm cihazı, 0,5Inn’ den başlayarak artan bir akımı RCD atana kadar uygular. Açma akımı istenen değerde değilse RCD, tesisat devreleri ve bağlı yüklerin durumu kontrol edilmelidir.

ATR MÜHENDİSLİK BİZİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ