Topraklama Hakkında Temel Kavramlar

Topraklama Nedir?

Topraklama en basit tanımıyla elektrik tesisatlarının, elektrik makinalarının, elektrik tesislerinin, güç sistemlerinin gerilim altında olmayan kısımlarının elektrik kaçağı riskine karşın belirlenmiş noktalarından bir iletken yardımı ile toprağa bağlanmasıdır. Topraklamanın olmadığı bir sistemde, çevredeki insanlar her zaman arıza akımı altında kalma riski ile karşı karşıyadır. Bu da ciddi yaralanmalara hatta ölüme sebebiyet vermektedir.. Topraklama yapılan bir tesiste insanlar kısa devre akımlarından korunmuş olur, cihazlar da ani darbe gerilimlerinden korunmuş olur.

Topraklamanın Amacı Nedir?

Elektrik tesisatlarında, elektrik makinalarında, elektrik tesislerinde, güç sistemlerinde meydana gelebilecek herhangi bir izolasyon arızası sonucunda bahsi geçen sistemlerin iletken malzemelerden yapılan gövdeleri ya da parçaları yüksek gerilim altında kalır. Bu gerilime dokunma gerilimi ya da adım gerilimi.denilmektedir. Gerek bu sistemler ile yakın temas halinde olan insanları korumak gerek sistemlerin kendisini yüksek gerilimden korumak ve işletme güvenliğini sağlamak için topraklama yapılmaktadır.

Topraklama Nasıl Yapılır?

Topraklama, genel olarak gerilim altında olmayan tesisat kısımlarının uygun iletkenler ile toprağa bağlanmasıyla yapılır.

Topraklama Hakkında Temel Kavramlar

Toprak; Zaman içerisinde çeşitli doğal olaylar sonucunda oluşmuş, humustan meydana gelen, inorganik veya organik .tabanlı, elektrik potansiyelinin her.noktada sıfır olduğu, yeryüzünü oluşturan, sonsuz büyüklükte. kabul edilen maddedir.

Topraklama; Bir güç sisteminin topraklanması istenen kısımlarının topraklama tesisi ile toprağa bağlanmasına verilen addır.

Topraklayıcı; Bir elektrik tesisatı vs.’ nin toprak ile bağlantısını sağlayan topraklama sistemi elemanlarına topraklayıcı denilmektedir. Toprağa ya da betona gömülü olarak bulunabilen iletken parçalardır. Topraklayıcılar yapılarına ve konumlarına göre çeşitlendirilebilir. Aşağıdaki maddelerde topraklayıcı yapıları verilmiştir.

• Şerit Topraklayıcılar; Şerit, örgülü ya da yuvarlak iletkenden imal edilirler. Çok derine yerleştirilmezler. Yapılarda temel topraklayıcısı ve enerji nakil hatlarında topraklayıcı olarak kullanılır.
• Çubuk Topraklayıcılar; Çubuk topraklayıcılar belirli aralıklarla, belirli derinliğe çakılarak kullanılırlar.
• Temel Topraklayıcı; Temel topraklayıcılar, bir yapının temel betonu içine gömülü olarak bulunabileceği gibi toprakla direkt ya da beton aracılığı ile temas halinde de olabilir. Temel topraklayıcı olarak yapılarda genellikle şerit topraklayıcı kullanılmaktadır.
• Doğal Topraklayıcılar; Birincil amacı topraklama olmamasına rağmen toprakla doğrudan ya da doğrudan olarak temasl halinde olan çelik kazıklar, yerakltı boruları gibi iletken malzemeler doğal topraklayıcılar olarak sınıflandırılabilir
• Topraklayıcı işlevi olan kablo; Dış kılıfı metal olan bir kablonun bu metal kılıfı, topraklama sisteminde şerit topraklayıcı olarak kullanılabilmektedir.
• Topraklayıcı bağlantı iletkeni; Bir topraklayıcıya bağlanan iletkenin toprak içerisinde kalan bölümü topraklayıcının parçası sayılır.
• Ana topraklama baraları; Her topraklama sisteminde bulunmak zorunda olan ana topraklama baralarına topraklama iletkenleri, koruma iletkenleri, potansiyel dengeleme iletkenleri bağlanmalıdır.

Topraklayıcı konumları; Topraklayıcıları konumlarına göre ikiye ayırabiliriz. Aşağıdaki maddelerde kısaca konumlarına göre topraklayıcılardan bahsedilmiştir.

• Yüzey toraklayıcıları; Yüzey topraklayıcıları, yüzeyden 0.5m ile 1m arasında bir derinliğe yerleştirilir. Galvaniz şerit, örgülü ya da yuvarlak iletken topraklayıcılar kullanılmaktadır. Yüzey topraklayıcıları temel kazılarının veya toprak kanallarının diplerine döşenirler.
• Derin topraklayıcılar; 1m’ den daha derine yerleştirilen topraklayıcılardır. Genelde çubuk topraklayıcılar kullanılır. Topraklayıcı olabildiğince dik çakılmalıdır.

Topraklama iletkeni; Topraklanması istenilen elektrik tesisi, güç sistemi veya cihaz kısmı ile topraklayıcı arasında toprak üzerinde veya altında bulunan iletken bağlantıya topraklama iletkeni denilmektedir.

Referans Toprak; Topraklayıcıdan yeterince uzakta bulunan ve topraklama tesisinin etki alanının dışında kalan yeryüzü bölümüne referans toprak denir. Referans toprak alanında, topraklama akımının neden olduğu gerilim ihmal.edilecek.kadar düşüktür.

Potansiyel Dağılımı; Bir elektrik tesisinde faz-toprak.kısa devresi veya yıldırım darbesinin isabeti nedeniyle toprağın altında bulunan topraklama sisteminin referans toprağa göre yer yüzünde meydana getirdiği potansiyel dağılımdır.

Bir topraklayıcının referans toprağa göre yüzeyde oluşturduğu potansiyel dağılım

Üstteki görselde bulunan değerlerin açıklaması

Toprak özdirenci; 1 metreküplük hacime sahip topaktan oluşan varsayımsal bir küpün elektrik akımına karşı gösterdiği zorluk olarak kabul edilmektedir.. Toprak zayıf bir iletkendir ancak yapısına göre bu durum değişebilir. Birimi ohm dur.

Topraklayıcı yayılma direnci; Topraklayıcı ya da topraklama tesisi ile referans toprak arasındaki dirençtir.

Dokunma gerilimi; Topraklama geriliminin, insan tarafından köprülenebilen bölümüdür. Bu durumda insan vücudunda akım yolu elden ayağa(dokunulan yere yatay uzaklık 1m) ya da elden ele doğrudur.

Adım gerilimi; Topraklama geriliminin, insanın 1 m’ lik adım açıklığı ile köprüleyebildiği bölümüdür. Bu durumda insan vücudu üzerindeki akım yolu ayaktan ayağadır. İnsan ayakları arasındaki 1m mesafede oluşan yüzey gerilimi adım gerilimi olarak adlandırılır.

Kayknaklar

[1] Dirlik, C.(2013), ENDÜSTRİYEL TESİSLERDE TOPRAKLAMA UYGULAMALARI, M.Sc. , KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, KOCAELİ

[2] Köksal, Ç.(2013), DOKUNMA VE ADIM GERİLİMLERİ BAKIMINDAN RÜZGÂR TÜRBİNİ TOPRAKLAMASININ ÜÇ BOYUTLU İNCELENMESİ, M.Sc. , İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ, İSTANBUL

[3] SIĞIRCI, H.V (2008), ELEKTRİK TESİSLERİNDE TOPRAKLAMA EMPEDANSI VE TOPRAKLAMA EMPEDANSINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER, M.Sc. , İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ, MALATYA