AMPER ELEKTRİK A.Ş.

TOPRAKLAMA VE YILDIRIMDAN
KORUNMA SEM NER
AMPER ELEKTR K A. .
12.05.2004
1/15
SEM NER AKI I
• AMPER ELEKTER K A. . TANITIMI
Serdar TOSUN Elektrik- Elektronik Müh.
• FARADAY KAFES S STEM
Gökhan AKMAN
Elektrik Müh.
• TOPRAKLAMA VE AN A IRI GER L M KORUMASI
Akın GÜLER
Elektrik- Elektronik Müh.
2/15
AMPER ELEKTR K A. .
• AMPER A. . 1968 yılında kurulan, Türkiye'nin ilk
paratoner imalatçı firmasıdır.
• 36 yıldır yıldırım ve ani a ırı gerilimden korunma
sistemi ile topraklama sistemleri konusunda
çözümler üretmekte
• Yıllık 400.000 adet topraklama malzemesi üretim
kapasitesine sahip üretim tesisi bulunmakta
3/15
12 MAYIS 2004
4/15
Yeni Yönetmelikteki yenilikler
1.Uluslar arası topraklama standartları yönetmeli e alınmı tır.
2.A.G. ve Y.G. Topraklamaları geni olarak yönetmeli e girmi tir.
3.Temel topraklama yeni tesislerde kesinlikle uygulanacaktır.
4.Kaçak akım koruma cihazları tüm sistemlerde kesinlikle uygulanacaktır.
5.Potansiyel dengeleme tesis edilecektir.
6.A.G. ve Y.G. Tesislerinin birle tirilmesi veya ayrılması daha fazla açıklık
kazanmı tır.
7.Dokunma gerilimi A.G. de 50 V.; Y.G. de 75 V. alınacaktır.
8.Y.G.tesisleri için adım gerilimi hesabına gerek yoktur.
9. leti im sistemleri potansiyel dengelemesi ve topraklama ekli açık olarak
belirtilmi tir.
10.Levha topraklayıcı kullanılması önerilmemektedir.
11.Eski yönetmelik k katsayıları yerine IEC 60464 de verilen faktörler
alınacaktır.
5/15
Topraklamanın amaca göre sınıflandırılması
Topraklama ba lıca üç maksatla yapılmaktadır.
1. Koruma topraklaması
nsanları tehlikeli dokunma gerilimlerine kar ı korumak için
i letme araçlarının aktif olmayan kısımlarının topraklanması.
2.
letme topraklaması
letme akım devresinin, tesisin normal i letilmesi için
topraklanması
3. Fonksiyon topraklaması
Bir ileti im tesisinin veya bir i letme elemanının istenen
fonksiyonu yerine getirmesi için yapılan topraklama. Yıldırım
etkilerine kar ı koruma, raylı sistem topraklaması, zayıf
akım cihazlarının topraklanması.
6/15
TANIMLAR
Koruma iletkeni (PE) :
letme elemanlarının aktif olmayan bölümlerini:
- Potansiyel dengeleme barasına,
- Topraklayıcılara ,
- Elektrik enerji kayna ının topraklanmı noktasına,
ba layan iletkendir.
Koruma iletkeni + nötr iletkeni (PEN) : Koruma iletkeni ve nötr iletkeni
fonksiyonlarını bir iletkende birle tiren topraklanmı iletken.
Temel topraklayıcı : Beton içine gömülü, toprakla beton vasıtası ile geni
yüzeyli olarak temasta bulunan iletken.
Topraklayıcının yayılma direnci : Bir topraklama tesisi ile referans toprak
arasındaki direnç.
Topraklama gerilimi :Topraklama tesisi ile referans toprak arasında
olu an gerilim.
Dokunma gerilim : Topraklama geriliminin insan tarafından köprülenen
bölümü
7/15
Potansiyel sürüklenmesi: Bir topraklama tesisinin yükselen
potansiyelinin, bu tesise ba lı bir iletken yolu ile uzak bir bölgeye
ta ınmasıdır.
Potansiyel düzenlenmesi: Bir topraklama tesisinin potansiyel
da ılımını, adım ve dokunma gerilimlerini küçültmek için, düzenleyici
elektrotlar yerle tirilmesi
Potansiyel dengelenmesi: letken kısımlar arasında potansiyel
farklarının ortadan kaldırılması. Koruma iletkenleri ile iletken yapı
kısımları arasında ya da yapı bölümleri arasında potansiyel
farklılıklarının giderilmesi amacı ile yapılan düzenlemeler.
Potansiyel dengeleme hattı (E potansiyel ku aklama): Potansiyel
dengelemesini sa lamak amacı ile kullanılan ba lantı iletkenleri.
Global topraklama sistemi: Yerel topraklama tesislerinin birbirlerine
ba lanması ile elde edilen topraklama sistemi. Böyle sistemler toprak
arıza akımının bölünmesine yol açarak, topraklama sisteminde
topraklama geriliminin küçültülmesini sa lar.
8/15
Topraklamada kullanılan önemli tanımlar
AG
YG
4
1. Koruma topraklaması
5
4
4
2.Toprak
3. Toprak yüzü
6
4
4. Topraklama iletkeni
5. Dı iletkenler
6. Nötr (N) veya PEN
4
7.
7
3
letme topraklaması
8. Potansiyel düzenleleyici topraklayıcılar
7
9. Temel topraklama
2
8
1
9
> 20 m
10
10. Derin topraklayıcı
Dr. .Ka ıkçı
9/15
POTANS YEL DA ILIMI
UST
TOPRAKLAMA
GER L M
UE
DOKUNMA
GER L M
UST
ADIM
GER L M
USS
POTANS YEL DA ILIMI
DÜZENLENMEM
POTANS YEL DA ILIMI
DÜZENLENM
1 m.
10/15
ALÇAK GER L M
EBEKELER NDE TOPRAKLAMA
EK LLER
L1
L2
L3
PEN
TN-C Sistemi
Koruma ve nötr fonksiyonları birle tirilmi
11/15
ALÇAK GER L M
EBEKELER NDE TOPRAKLAMA
EK LLER
L1
L2
L3
N
PE
TN-S Sistemi
Koruma ve nötr fonksiyonları ayrı iletkenlerle
12/15
ALÇAK GER L M
EBEKELER NDE TOPRAKLAMA
EK LLER
L1
L2
L3
N
TT Sistemi
Sistem nötrü ve cihazlar ayrı ayrı topraklanmı
13/15
ALÇAK GER L M
EBEKELER NDE TOPRAKLAMA
EK LLER
L1
L2
L3
N
PE
R
IT Sistemi
Sistem nötrü yalıtılmı ve cihazlar topraklanmı
14/15
Topraklama sistemlerinde kontrol periyotları
Yönetmelik Ek-P’ye göre a a ıda verilmi tir.
Elektrik üretim, iletim, da ıtım tesisleri
2 yıl
Enerji nakil ve da ıtım hatları
5 yıl
Sanayi tesisleri ve i merkezleri direnç de erleri
1yıl
Topraklama tesisleri ile ilgili di er kontrollar
2 yıl
Sabit i letme elemanları
1 yıl
Yeri de i ebilen i letme elemanları
6 ay
Parlayıcı, patlayıcı, tehlikeli ve zararlı maddelerle çalı ılan i yerleri ile ıslak
ortamlarda çalı ılan i yerleri için kontrol periyotları 1 yılı a amaz.
15/15
E POTANS YEL S STEM --EPS
Topraklamada en güvenli sistem e potansiyel sistemdir.
Bu sistemde tüm topraklamalar , tüm metal bölümler e potansiyel
baraları ile birbirine irtibatlanır. Tesis içerisinde herhangi iki
noktada olu abilecek gerilim farkı önlenmi ve tüm noktalarda e
potansiyel sa lanmı olur. Bu sistemde iç yıldırımlık ürünlerinin
(A ırı Gerilim Darbe Koruyucu ) mutlaka kullanılması gerekir.
Böylelikle dı yıldırımlık sistemini e potansiyel sisteme irtibatlarken
buradan gelebilecek a ırı gerilimlere kar ı da önlem almı
olursunuz. Aksi takdirde bu sistem cihazlar için büyük tehlike
olu turur.
16/15
17/15
Yıldırımlık tesislerinin topraklaması ile ilgili kurallar
Yıldırımdan korunma tesisleri, binaların temel topraklayıcısına ba lanır.
Yıldırıma kar ı koruma topraklamalarına 2m. den daha yakın mesafede
ba ka topraklayıcılar bulunuyorsa, bütün topraklayıcılar birbirleri ile
ba lanmak zorundadır. Yönet. Madde25a ve devamı
Binalara gelen hatlar parafudrlar üzerinden potansiyel dengeleme
barasına ba lanmalıdır.
18/15
ANA POTANS YEL DENGELEME
L1 L2 L3 N PE
Kalorifer boruları
EMASI
Gaz boruları
Anten
Banyo,du
Ana Pano
Ana
Pano
Su boruları
Yıldırımlık
ve di er
metal
aksam
ç tesisat
L1
L2
L3
N
PE
EBEKE
Ana potansiyel dengeleme
barası
Temel topraklaması 30x3.5 mm.
TT sistemde bu köprü
olmayacaktır.
19/15
E
potansiyel
sistem
20/15
21/15
22/15
TERMOKAYNAK YÖNTEM
23/15
24/15
25/15
26/15
Furseweld Termokaynak
*** Harici ısı kayna ı gerektirmez.
*** Malzeme bulundu u yerde, birkaç saniyede kaynaklanır.
*** Bunun için sadece 15-20 cm boyutlarında bir pota ve kaynak tozu
yeterlidir.
*** Kaynak ba lantısı moleküler olarak gerçekle ir.
Bu Nedenle;
*** Mekanik ba lantının aksine kaynak noktasında gerilim dü ümü
olmaz.
*** A ırı akım ta ıma kapasitesi en az kaynaklanan iletken kadardır.
*** Mekanik ba lantılarda görülen, zamanda gev eme ve korozyon
görülmez.
Not : ihtiyacınız olan kaynak ba lantısını bu katalogda bulamazsanız
özel potalar için firmamıza ba vurunuz.
27/15
28/15
29/15
30/15
1-FURSEWELD TERMOKAYNAK YABAB LMEK Ç N KAYNAK POTASI , POTA
PENSES VE KAYNAK TOZUNA SAH P OLMAK GEREK R.
31/15
Termokaynaklı
iletken
32/15
TEMEL
TOPRAKLAMASI
33/15
34/15
B RKAÇ METREDE B R N .
DEM R NE RT BAT
30*3 GALVAN Z LAMA
TEMEL TOPRAKLAMASI
35/15
TEMEL TOPRAKLAMA DETAY
Toprak
Bodrum dı
duvarı
Yalıtım
En az 150 cm.’lik
ba lantı filizi
Zemin betonu
Temel
~ 5 cm
Drenaj
~ 5 cm
Bodrum dı
duvarı
Ba lantı filizi
Zemin betonu
Temel
Tespit elemanı
Temel topraklayıcı
Demir donatısı bulunmayan temel
Temel topraklayıcı
Demir donatısı bulunan temel
36/15
TEMEL TOPRAKLAMA
n aat demiri
ba lantısı
Pot.D.B.
Ba lantı filizi
Yıldırımlık
ba lantı filizi
Temel topraklama 30x3 mm
Boyutlar büyük ise 20x20 m. gözler
yapılmalıdır.
37/15
38/15
39/15
40/15
( Ç YILDIRIMLIK --- AG PARAFUDR )
12 MAYIS 2004
41/15
AN A IRI GER L M KORUMA S STEM
Ani a ırı gerilim nedir ?
Ani a ırı gerilimler birkaç mikro saniye (mikro= 1/1000.000) ile birkaç milisaniye
(mili = 1/1000) arasında bir sürede meydana gelen ve büyüklü ü 1...10 kV arasında
de erler alabilen olaylardır. Bu büyüklükteki gerilimler, elektronik cihazların tahammül
sınırlarının 10...15 katına e ittir.
42/15
Ani a ırı gerilimlerin neden oldu u sorunlar nelerdir ?
Sorunlar gelen a ırı gerilimin büyüklü üne göre üç a amada gerçekle ir.
Aksama: Herhangi bir fiziksel hasar meydana gelmemesine ra men sistemlerin
analog ve dijital seviyelerinin
alt üst olması sonucu veri kayıpları,açıklanamayan bilgisayar kilitlenmeleri ortaya
çıkar.
Sistemin yeniden reset edilmesi gerekebilir.
Yıpranma :Aralıklarla sürekli devam eden ani a ırı gerilimlere maruz kalan
elektronik donanımların ömrü kısalır ve zamanla muhtemel arızalara ve
aksamalara neden olacak yıpranmalar olu ur. Bir akkor telli lambanın bile
ömrü çalı ma geriliminin 13.Kuvvetiyle de i mektedir. Yani 220 voltluk bir ampul
250 volt ile çalı tırılırsa ömrü %20'
ye dü er (1000 saatlik ömrü varsa 200 saate
iner).
Hasar : Büyük ani a ırı gerilimler donanımlarda, devre panolarında ve I/O
kartlarında hasara sebep olur.
43/15
Bu sorunların muhtemel sonuçları
-Kimyasal ve nükleer tesislerde ölçüm-kontrol sistemlerinin durması
sonucu toksin maddelerin sızması.
- Robotik sistemlerin kontrolden çıkması sonucu zarar ve aksamlara
sebep olması.
- Hastanelerde kullanılan tıp elektroni i cihazlarında ve yasam destek
ünitelerinde hasar ve
aksamalar.
-Telefon santrallerinin hasar görmesi sonucu haberle menin durması.
- Pahalı ekipmanların zarar gördü ü için yenilenmesi.
-- Fabrikalarda imalatın durması.
(Özellikle bilgisayar destekli imalatın CAD-CAM ‘lerin bulundu u tesisler)
44/15
Ani A ırı gerilime kar ı koruma niçin gereklidir ?
Günümüzde sanayii, ticaret ve hizmet kurulu ları kuvvetli bir biçimde
elektronik veriye ba ımlıdır..
Elektronik sistemlerin bozulmasının en sik nedeni veri iletimini aksatan ve
elektronik donanımları hasara u ratan a ırı gerilimlerdir.
Federal Alman Cumhuriyetinin eski federal eyaletlerinde 1990 senesinde
elektronik sistem ve cihazlarda a ırı gerilimler tarafından meydana getirilen
zararlar bir milyar Alman Markını a mı tı.1989 senesinde Almanya'
da 13
000'
den fazla hasar tazminat sebebinin incelenmesi, grafikteki sonucu
vermi tir
45/15
Sigorta Tazmin Sebepleri
Sabotaj% 0.9
Soygun % 4.0
Yangın % 6.5
Su Baskını % 7
Hırsızlık % 8.2
Di erleri % 16.5
hmal %27.5
A ırı gerilim % 29.3
A ırı
gerilim
% 29.3
Wurtternbergische Feuerversicherung AG. Stuttgart'den alınmı tır.
46/15
Bir yıldırım koruma sistemi a ırı gerilim koruması sa lar mı ?
A ırı gerilimlere kar ı bir paratonerin veya yakalama uçları
sisteminin, tesisi tümüyle korudu u yanlı bir dü üncedir.
Paratonerler, yapıya do rudan yıldırım dü mesine kar ı, bilhassa
can güvenli inin sa lanması için gereklidir. Bunun dı ında havai
hatlardan ve kablolardan gelecek darbelere karsı özel önlemlerin
alınması gerekmektedir.
47/15
Ani a ırı gerilim nasıl olu ur ?
Asrı gerilim meydana getiren olaylar iki ba lık altında toplanabilir:
Yıldırım :
Yıldırımlar hem güç hem de telefon ve veri ileti im hatlarında ani a ırı
gerilimlere sebep olabilmektedir. Yıldırım bo almaları korkutucudur ve
530.000 amper akım iddetine kadar çıktı ı görülmü tür ve 200.000
amper kabul edilmi bir üst sinirdir. Ço unlu u 2000 ile 200.000 amper
arasında meydana gelir.
Elektriksel anahtarlama olayları :
Elektriksel anahtarlama olaylarının neden oldu u ani gerilimler çok
yaygındır ve önemli bir interferans kayna ı olarak kabul edilir. Bir
iletkenden geçen akım etrafında manyetik alan olu turur ve akım
kesildi inde (anahtar açıldı ında) manyetik alan
aniden azalır. iletken üzerinde biriken enerji, indükleme yoluyla ani a ırı
gerilim olarak da ıtılır.
48/15
Yıldırım akımı nasıl A ırı gerilim darbelerine neden olur ?
Yıldırım akımının ikincil tesiri, iki yol ile ani a ırı gerilimlere sebep olur :
Dirençli kuplaj:
Dirençli kuplaj, aralarında elektriksel ba lantı bulunan binalar veya
binalar grubuna yıldırım dü mesi halinde meydana gelir. Yıldırımın
dü tü ü yere yakın binanın topraklama sistemi yıldırımın olu turdu u
potansiyel çadırının (gerilim gradyentinin) tesiri altındadır. Buna kar ılık
aralarında elektriksel ba lantı bulunan kom u binanın topraklama sistemi
yıldırımın potansiyel çadırına göre referans topraktır.. Bu durumda aradaki
elektriksel ba lantılar üzerinden dola ım akımları geçer ve cihazlar
üzerinde a ırı gerilimler olu ur.
49/15
ndüktanslı kuplaj :
indüktanslı kuplaj, yıldırım akımı ile hatlar arasındaki transformatör
etkisi olarak tanımlanabilir. Çok büyük de erdeki yıldırım akımı
manyetik alan olu turur ve bu manyetik alan da yakın hatlarda gerilimler
indükler.
50/15
Bir kesintisiz güç kayna ımız var. Bu halde hala a ırı
gerilim koruma sistemi kullanmalı mısınız ?
Evet.
Birçok UPS sistemi herhangi bir ani a ırı gerilim koruma donanımı
içermez. Ani a ırı gerilim korumasını sa ladı ım iddia edenlerin ço unda
ise sadece ufak bir alçak geçiren süzgeç bulunur. Bu süzgeç sadece
radyo frekans giri imlere karsı koruma sa lar fakat hasar olu turabilen
daha büyük genlikli ani a ırı gerilimlere karsı koruma sa lamaz. Ayrıca
birçok UPS sisteminde hatalarda, asin yüklemelerde, UPS arızalarında
veya rutin bakımlarda devreye alman bir by-pass ba lantısı vardır. A ırı
gerilim koruma sistemi, aynı zamanda UPS’ i ve onun elektronik
devrelerini de hasara ve yıpranmaya karsı korur.
51/15
A ırı Gerilim darbelerinin hasarlara neden oldu u olaylar nelerdir ?
E er Almanya'
dan iki uç örnek verecek olursak Kartsruhe yakınlarında
Worth kasabasındaki Avrupa’nın en büyük bilgisayar kontrollü kamyon
fabrikası, Daimler-Benz'
i ve Köln'
deki bir milli bankayı sayabiliriz. Daimler Benz fabrikası 1,5 km'
ye 1 km'
lik bir sahaya yayılmı tır. iki vardiya halinde
10.000 i çi her vardiyada 400 adet kamyon üretmektedir. Malzeme stoklan
ve üretim kontrolu DC veri ileti im hatları ile ba lı bilgisayarlar ile kontrol
edilmektedir. Bu tesiste yıldırımlı havalarda üretimin tamamen durmasa ve
buna ba lı üretim kayıpları ile kar ıla ılmaktaydı. Sonunda 1984 yılında
a ırı gerilim koruma sistemi kurulduktan sonra problem ortadan kalkmı tır.
ikinci örnekte Köln'
de bir bankanın idari binasına yıldırım dü mesiyle
sisteme giren a ırı gerilim, 120 m uzaklıktaki bilgisayar merkezinde yakla ık
2 milyon DM'
lik donanım hasarına sebep olmu tur. Takibeden kayıpların
4 milyon DM oldu u hesaplanmı tır.
52/15
Ülkemizde pek çok olaya tanık olmu ve çözüm getirmi
bulunmaktayız:
Sayısız tesiste telefon santrallerinin defalarca yandı ı için
de i tirildi inden yakınılmaktadır.
Televizyon - Radyo verici istasyonlar tehlikeye en açık yerlerdir ve yıldırım
sonrası on binlerce dolarlık verici cihazlarının kartlarında olu an hasarlar
görülmeye de erdir. Balins FM vericisine a ırı gerilim koruma sistemi
uygulandıktan sonra 1994 yılından beri ikayet görülmemi tir. Elektrik
isleri tarafımızdan taahhüt edilen Star TV ve Telsim verici istasyonlarında
bu sistem güvenle kullanılmaktadır.Çimento fabrikalarında ve beton
plentlerinde elektronik kantarlara bu koruma uygulandıktan sonra loadcell
ve kart hasarlar önlenmi tir.
53/15
Bizim uygulama tarzımız nedir ?
Tesis incelenir. Topraklama sistemi kontrol edilir. Topraklama direnci
ölçülür. E er topraklama direnci standartların üzerindeyse ilave
topraklama sistemi yapılır. Daha önce meydana gelmi hasarlar veya
tesisin olcum-kontrol ve bilgisayar gibi hassas cihazlarının bulundu u
bölümleri dikkate alınarak en uygun çözüm önerilir. Ve öngörülen
sistem teknik kadromuz tarafından tesis edilir.
54/15
Koruma sistemi nasıl isler ?
Alçak gerilim sisteminde fazlarla toprak ve nötr ile toprak arasına
ba lanan a ırı gerilim darbe koruyucuları , darbe gelmesi durumunda
acık devre durumundan iletime geçerek a ırı akımı kendi üzerlerinde
söndürürler. Yani sistemin maruz kalaca ı darbe gerilimleri, a ırı gerilim
darbe koruyucuları üzerine almı olur. Bunun için DIN-IEC normlarında
kademeli bir koruma öngörülmü tür. Her kademe darbe gerilimini bir
derece azaltarak neticede sistem için zararsız hale getirir. Kaba koruma
için B sınıfı; orta seviye için C sınıfı ve hassas koruma için D sınıfı
koruma modülleri kullanılır.
55/15
56/15
!
"
#
$
%
"
57/15
58/15
59/15
60/15
61/15
62/15
&
"
&
"
'
'
"
(
%
(
"
"
"
' "
)%)&
"
&
$
*
"
&
63/15
KOAKS YEL + PR Z KORUMA( TELEV ZYON KORUMA )
Televizyon koruma olarak tasarlanmı bu ürün Televizyonunuzu
Elektrik ebekesinden, anten ve anten kablosu aracılı ıyla
gelebilecek a ırı gerilimlere kar ı koruma sa layan kompleks bir
üründür.
64/15
+"
'
,
"
ı
ı
ı
ı
(
ı -
" "
ı ı
."
ı ı
"
ı
ı ı
$
/0 /
&'+' +56
57,89,:;<'
.
ı
ı
ı ı
ı
"
$
10
20ı
"
340
65/15
Telefon Hat Koruma
1 hat ve 10 hatlık
Telefon Hat Koruma
Ba lantı Örne i
Data Korumalar
Data Koruma Ba lantı Örne i
66/15
"
"
"
"
"
$
"
$
$
$
$
67/15
(
+=
"
"
"
$
$ "
7
$
+
+
$
$
"
68/15
>
"
"
"
"
"
!" # $
69/15
%"&
$
" $'$
("
#"$ $& %")&
$*#&$
+,
, - $.$ %")&
/,
, $.$ %")&
0,
, $.$ %")&
1,
, $.$ %")&
2,
, $.$ %")&
3,
, $.$ %")&
4,
, $.$ %")&
5,
, ##6
% %")&
7,
,
%")&
+8,
,
%")&
++,
, % 9*$:# %")&
70/15
6
$* $
" $'$
("
#"$ $& %")&
$*#&$
+,
, $.$ %")&
/
- $.$ %")&
0,
, $.$ %")&
1,
, $.$ %")&
2,
, $.$ %")&
3,
, $.$ %")&
4,
, $.$ %")&
5,
, ##6
% %")&
7,
,
%")&
+8,
,
%")&
++,
, % 9*$:#
%")&
71/15
;<*"$:# #*$*#" '$
("
#"$ $& %")&
$*#& #"$
+,
, $.$ %")&
/,
, $.$ %")&
0,
, $.$ %")&
1,
, $.$ %")&
2,
, $.$ %")&
3,
, $.$ %")&
4,
, $.$ %")&
5,
, ##6
% %")&
7,
,
%")&
+8,
,
%")&
++,
, % 9*$:# %")&
72/15
TOPRAKLAMA VE YILDIRIMDAN
KORUNMA SEM NER
AMPER ELEKTR K A. .
12.05.2004
73/15