elk.tesislerinde topraklmalar üzerine

ELEKTRĐK TESĐSLERĐNDE
TOPRAKLAMALAR
21.08.2001 TARĐHLĐ YENĐ YÖNETMELĐĞĐN GETĐRDĐKLERĐ
Not : Bu çalışma Elk.Y.Müh. Taner ĐRĐZ tarafından Elektrik Mühendisleri Odası eğitimlerinde
kullanılmak üzere hazırlanmıştır. EMO dışındaki firma, kurum ve kuruluşlar tarafından
kullanılması ya da metinlerin değiştirilmesi halinde hazırlayandan olur alınması etik kuralları
açısından gereklidir.
1337. Sokak No:16/8 Çankaya-ĐZMĐR
Tel/Faks: 0 (232) 489 34 35, E-posta: [email protected]
1
ĐÇĐNDEKĐLER
1.GĐRĐŞ
2.BĐRĐNCĐ BÖLÜM
Amaç, Kapsam, Uygulama ve Tanımlar
3.ĐKĐNCĐ BÖLÜM
Yüksek Gerilim Tesislerinde Topraklama
4.ÜÇÜNCÜ BÖLÜM
Alçak Gerilim Tesislerinde Topraklama
5.DÖRDÜNCÜ BÖLÜM
Yüksek ve Alçak Gerilim Sistemlerinde Topraklama
Tesislerinin Birleştirilmesi
2
6.BEŞĐNCĐ BÖLÜM
Đletişim Sistemleri ve Bilgi Đşlem Tesisleri için
Topraklama Kuralları
7.ALTINCI BÖLÜM
Yürürlükten Kaldırılan Hükümler
8.EKLER
9.SONUÇ
3
YÜKSEK GERĐLĐMDE
DAĞITIM ŞEBEKELERĐ
4
L1
UF
L2
F
L3
Z
UT
K
L1, L2, L3: Faz iletkenleri.
Z: Yıldız noktası topraklama empedansı.
K: L3 fazındaki toprak hatası.
UFF: Arıza öncesi fazlar arası etkin gerilim.
UT: L3 fazında K gibi bir toprak hatası oluştuğunda sağlam
faz iletkenlerinin toprağa karşı gerilimi.
5
Tanım: Üç fazlı bir alternatif akım şebekesinde, bir toprak
hatasından sonra, UT / UFF oranının alabileceği değere
“topraklama katsayısı” denir ve e harfi ile gösterilir.
6
Yıldız noktası nötrünün topraklama şekline göre 5 değişik tür
YG dağıtım şebekesi vardır.
1) Yıldız noktası yalıtılmış şebeke; Z = ∞
L1
L2
L3
CE
CE
CE
ICE=IF
7
2) Toprak teması kompanze edilmiş şebeke; X<<R
olmak üzere Z = R+jX
L1
L2
L3
XD
ID
ICE
8
3) Yıldız noktası direkt olarak topraklanmış şebeke; Z = 0
L1
I''k3
L2
L3
N
I''k1
9
4) Yıldız noktası direnç üzerinden topraklanmış şebeke;
Z=R
L1
L2
L3
I''k1
5) Toprak teması kompanze edilmiş ve geçici olarak yıldız
noktası direnç üzerinden topraklanmış şebeke (2 ve 4’ün
karması);
10
Yıldız noktası yalıtılmış şebekelerde 0,8 < e ≤ 1
Yıldız noktası topraklanmış şebekelerde e ≤ 0,8 dir.
Yıldız noktası direnç üzerinden topraklanmış şebekeler
yalıtılmış şebeke sayılır.
11
Tanım: Yıldız noktası yalıtılmış ya da bobin üzerinden
topraklanmış şebekelerdeki toprak hatasına toprak teması
denir. Bu durumda e = 1 olur.
Toprak teması oluştuğunda hata yerinde sağlam fazların
toprağa karşı gerilimleri; hatadan önce hata yerindeki
fazlar arası gerilim değerine yükselir.
12
Örnek: Toprak teması durumunda gerilim artışı yüzde kaç
olur?
Hatadan önce sağlam fazların toprağa karşı gerilimi Un/√3
iken; hatadan sonra fazlar arası gerilim değerine yani Un’e
yükselir.
(
)
Un − Un / 3
= 3 − 1 = 0,73 = %73
Un / 3
Yani artış, faz gerilimi cinsinden %73 kadardır. Bu durum
şebekede birkaç saat sürebilir.
13
Tanım:
Yıldız
noktası
direkt
ya
da
direnç
üzerinden
topraklanmış şebekelerdeki toprak hatasına toprak kısa devresi
denir.
Yıldız noktası direkt topraklanmış şebekelerdeki toprak kısa
devre akımı, direnç üzerinden topraklanmış şebekelerdeki
toprak kısa devre akımına göre daha büyüktür.
14
Ulusal ağ şebekemizde 25 MVA’nın üzerindeki 154 / 34,5 kV
trafoların yıldız noktaları;
-Havai hat çıkışlı merkezlerde 60 Ω,
-Kablo çıkışlı merkezlerde 20 Ω dirençle topraklanmıştır.
Bu durumda havai hatla beslenen 34,5 kV YG şebekelerde faz
toprak kısa devre akımı
I′′ k1 =
34500 / 3
≅ 300 A ile
60
Kablo çıkışlı 34,5 kV şebekelerdeki faz toprak kısa devre akımı
ise
34500 / 3
I′′ k1 =
≅ 1000 A ile sınırlıdır.
20
15
Örnek: 20 kV bir YG şebekesinde toprak temas akımının
hesaplanması istenmektedir. Bu amaçla bu şebekeyi besleyen
110 / 20 kV trafo merkezinde 25 MVA yıldız noktası izole bir
trafo vardır. Bu merkezden 20 km bir kablo hattı ile uzunlukları
45 km, 55 km ve 60 km olan 3 adet havai hat çıkmaktadır.
Bu şebekede bir fazlı toprak teması oluştuğunda toprak
akımını hesaplayınız. 20 kV kablonun birim kapasitesi 0,3
µF/km ve 20 kV havai hattın birim kapasitesi 5 nF/km’dir.
16
ω = 2πf = 2π50 = 314
ICE = 3ω∑ (cl).(Un / 3 )
[(
)
](
ICE = 3.314. 0,3.10 − 6.20 + 5.10 −9.(44 + 55 + 60) . 20.103 / 3
(
ICE = 3.314.(6.10 − 6 + 0,8.10 − 6 ) 20.103 / 3
(
ICE = 3.314.(6,8.10−6 ) 20.103 / 3
)
)
)
ICE = 74 A
17
Örnek: Bir önceki şebekede, toprak teması kompanze
edilmek isteniyor. Tam kompanzasyon durumunda yıldız
noktası ile toprak arasına bağlanacak bobinin değerleri ne
olur?
Bobin reaktansı
X=
Un / 3 20 .103 / 3
=
= 156 Ω
ICE
74
Bobinin gücü
Q=
Un
20 .103
ICE =
74 = 0,855 MVAr
3
3
18
Örnek: Toprak teması artık akımı Ires’in hesabı:
Uλ: Faz toprak gerilimi
ICE
ICE: Kapasitif toprak akımı
IDx: Bobin akımının aktif bileşeni
ID
IDy: Bobin akımının reaktif bileşeni
φ
x
Uλ
R: Bobin direnci
X: Bobin reaktansı
IDy
R<<X
ID
&I = Uλ = Uλ R − jX = R − jX U
D
λ
R + jX R + jX R − jX R2 + X2
&I = R.Uλ − j XUλ
D
R 2 + X2
R 2 + X2
IDx =
R.Uλ
R 2 + X2
IDy =
X.Uλ
R 2 + X2
19
Kompanzasyondan sonrası için
&I =
res


X
+ j 3ωC −
Uλ
2
2
2
2
R +X
R +X 

RUλ
Ires’e toprak teması artık akımı denir.
3ωC >
3ωC <
X
2
R +X
2
X
R2 + X2
ise artık akım kapasitif,
ise artık akım endüktiftir.
20
R<<X olduğundan
X
X
1
=
=
≅
2
2
X
R 2 + X2
R
R
2
X (1 +
) X(1 +
)
2
2
X
X
R
2
R +X
2
1
R
=
2
R (1 +
X
2
R
2
1
=
)
R (1 +
X
2
R
2
1
≅
)
R(
X
2
R
2
=
)
R
X
2
yaklaşıklıkları kabul edilebilir.
21
Bu durumda Ires için yaklaşık olarak
&I = R U + j(3ωC − 1 )U
res
λ
λ
X2
X
ifadesi bulunur.
Tam kompanzasyon durumunda
Böylece
1
3ωC =
X
olur.
1
R
3ωC − = 0 olacağından Ires ≅
Uλ yazılabilir.
2
X
X
&I ≅ R U = R I
res
λ
CE
X.X
X
sonucuna ulaşılır.
22
Buradan görülüyor ki, tam kompanzasyon durumunda
artık akım kapasitif toprak akımı ile R / X oranının
çarpımına eşittir. Bobin direnci küçüldükçe şebekedeki
artık akım da azalır. Artık akım için tam değer belli
değilse kapasitif akımın %8-%10’u alınabilir.
23
Örnek:
154 kV
50 MVA 34,5 kV
3 x PIGEON
3 x SWALLOW
1 km
10 km
2000 MVA
60 Ω
34,5 kV
3 x 95 mm2 XLPE
200 m
1000 kVA
0,4 kV
154 / 34,5 kV merkezde sekonder tarafta yıldız noktası 60 Ω
dirençle topraklanmış olduğundan I''k1=300 A ile sınırlanmıştır.
24
Yıldız noktası doğrudan doğruya topraklanmış şebekelerde
toprak kısa devre akımı diğer YG şebekelerine göre çok
daha büyüktür. Bu akım IEC 60909’a göre hesaplanır.
Simetrili bileşenler yöntemi anımsanacak olursa, Z1 doğru
empedans, Z2 ters empedans ve Z0 sıfır empedans olmak
üzere,
25
1 faz-toprak arızasında, arızalı fazdan geçecek akım,
I′′ k1 =
3cUλ
Z1 + Z2 + Z0
2 faz-toprak arızasında topraktan geçen akım
3cUλ
′
I′kEE
=
Z2
Z1Z 2 + Z0( Z1 + Z 2 )
2 faz arızasında
I′k′ 2 =
3 .cUλ
Z1 + Z 2
3 faz simetrik akım ise
cUλ
I′k′ 3 =
Z1
bağıntıları ile hesaplanır.
26
Z1 ≅ Z2
alınırsa verilen bağıntılar daha pratik hale gelir ve
tüm akımlar simetrik 3 fazlı akımlar cinsinden yazılabilir.
3
I′k′ 2 =
I′k′ 3
2
′
I′kEE
=
I′k′ 1 =
3
Z0
1+ 2
Z1
I′k′ 3
3
I′k′ 3
Z0
2+
Z1
27
Örnek:
630 kVA
20 kV
0,4 kV
500 MVA
Uk=%6
PCu=6,5 kW
0,4 kV baradaki 3 faz ve faz-toprak kısa devresini
hesaplayınız. Transformatörün sıfır empedansı yaklaşık
olarak doğru empedansa eşit alınacaktır.
28
1) Ön şebeke empedansı:
cUn2 1,1( 400)2
ZQ =
=
= 0,352 mΩ
6
Sk ''Q 500.10
R Q = 0,1.ZQ
alınırsa
XQ = ZQ 2 − RQ 2 = ZQ 2 − 0,01ZQ 2 = 0,995 ZQ
RQ = 0,1.0,352
mΩ
XQ = 0,995 .0,352 mΩ
= 0,0352
mΩ
= 0,35
mΩ
29
2) Trafonun empedansı
Plaka değerleri
Uk = %6 = 0,06
P .100 6500.100
%Ur = Cu
=
= %1,03
3
STr
630.10
PCu = 6500 W
%Uk = %6
Ux = Uk 2 − Ur 2 = 62 − 1,03 2 = %5,91
Un2
400 2
XTr = %Ux
= 0,0591
= 15 mΩ
3
STr
630.10
Un2
400 2
R Tr = %Ur
= 0,0103
= 2,6 mΩ
3
S Tr
630 .10
30
3) Empedans toplamları
ΣR = RQ + Rtr = 0,0352 + 2,6 = 2,63 mΩ
ΣX= XQ + Xtr = 0,35 + 2,6 = 2,63 mΩ
4) Kısa devre yerindeki empedans
Zk = 2,63 2 + 15,35 2 = 15,657 mΩ
5) Kısa devre akımları Z0 / Z1 = 1 ise I''k1 = I''k3 olacaktır.
I′k′ 1 =
c.Un
400
=
= 14,8
3 Zk
3.15,57
kA
31
YÜKSEK GERĐLĐM
ŞEBEKELERĐNĐN
DEĞERLENDĐRĐLMESĐ
32
1) Yıldız noktası izole şebeke:
Đzole yıldız noktası kullanmak en kolay ve en ekonomik yoldur.
Hata
akım
kompanzasyonu
ve
topraklama
gibi
yatırım
gerektirmez. Toprak temas akımı 1-100 A arasındadır. ICE < 35 A
ise toprak arkları bastırılabilir. 35 A <ICE <100 A iken arkların
bastırılması çok zordur. Kablolu sistemlerde iki ya da üç faz
kısa devre olasılığı artar. ICE ≤ 20 A ile sınırlı kalmıyorsa çok
hızlı çalışan toprak arıza röleleri kullanılmak zorundadır.
33
2) Toprak teması kompanze edilmiş şebeke: Bu sistemde
yıldız noktasına konan bobin ile ICE kompanze edilir. Geriye
çok küçük artık akım kalır. (%8-%10)ICE. Bu sistemde ark
tehlikesi yoktur. Hata sırasında beslemeyi kesmeden devrenin
çalışmaya devam etmesi söz konusu yöntemin en büyük
avantajıdır
34
3) ve 4) Yıldız noktası direkt ya da direnç üzerinden
topraklanmış şebekeler: Toprak kısa devre akımı büyüktür.
Topraklama diğerlerine göre daha fazla önem kazanır. Trafo
ve
tesislerdeki
dokunma
gerilimleri
değerlendirilmelidir.
Paralel giden kontrol ve iletişim hatları ile etkileşim olasılığı
belirir. YG motor sargılarının yanma tehlikesi söz konusudur.
Röle koordinasyonu önem kazanır.
35
5) Toprak teması kompanze edilmiş ve geçici olarak yıldız
noktası direnç üzerinden topraklanmış şebeke: 2 ve 4 nolu
şebeke yöntemlerinin karmasıdır. Bir fazlı toprak hatası
oluştuğunda önce rezonans devresi söz konusu olur. Toprak
hata akımları kendi kendini bastıramayan arklar oluşturursa,
şalterin kapatılmasıyla direnç üzerinden topraklanmış yıldız
modeline geçilir.
36
IEC 909’a göre c gerilim katsayısı
En büyük kısa devre
akımının
hesaplanması için
cmax
En küçük kısa devre
akımının
hesaplanması için cmin
1
1,05
0,95
1
1 kV < Un < 35 kV
1,1
1
35 kV < Un < 230 kV
1,1
1
Anma Gerilimi, Un
AG
230/400 V
Diğer AG’ler
37
Yüksek gerilim sistemlerinin karşılaştırılması
Direkt topraklanmış
Direnç üzerinden
topraklanmış
Bobin ile topraklanmış
Toprak arıza akımı
Yüksek (Bazen üç fazlı
kısa devre akımından
bile fazla)
Azaltılmış
Yok edilir (Artık akım söz
konusu)
Aşırı gerilimler, faz toprak
arızasında sağlam fazlarda
(50 Hz’de)
Fazlar arası gerilimin 0,8
katı
Fazlar arası gerilim kadar
Fazlar arası gerilim kadar
Geçici toprak arızaları
Kısa devreye dönüşür
Kontrol edilebilir arıza
akımına dönüşür
Bastırılır
Parafudr kullanımı
%80 gerilimli
parafudrların kullanımına
olanak verir.
Normal
Normal
Đşletmesi
Basit
Basit
Şebeke genişledikçe bobin
reaktansı ayarlanmalıdır
Telefon enterferansı
Ciddi
Azaltılmış
Đhmal edilebilir
Sistem işletme sürekliliği
için ek şebeke
%100 rezerv kapasite
gerektirebilir
%100 rezerv kapasite
gerektirebilir
Đlave şebekeye gereksinim
yoktur
Toprak arızası olan yer
civarında yaşam tehlikesi
Çok ciddi
Azaltılmış
En aza indirilmiş
38
1000
9
V 8
7
6
5
c
4
b
3
Dokunma gerilimi
UTp 2
a
1
100
9
8
7
6
5
4
3
3
4
5
6 7 8 9 0,1
2
3
4 5 6 7 8 9 1
2
3
4 5 6 7 8 9 10
s
Akım süresi t
YG` de sınırlı akım süreleri için izin verilen en yüksek dokunma gerilimleri
a) Hayvanlardaki zamana bağımlı dokunma gerilimi
b) Eski VDE 0141’deki dokunma gerilimi
c) Yeni kabul edilen eğri
39
ALÇAK GERĐLĐMDE
DAĞITIM ŞEBEKELERĐ
40
15 Hz‘den 100 Hz‘e kadar a.a etkilerinin akım-zaman bölgeleri
AC-4-1: Ventriküler fibrilasyon
olasalığı <%5
Başlangıç
akımı
Açma akımı
AC-4-2: Ventriküler fibrilasyon
olasalığı %50
ms
10000
a
C1 C2
b
C3
Akımın akış süresi
5000
RCD
30 mA
2000
1000
AC-4-3:Ventriküler
fibrilasyon olasalığı
>%50
500
AC-3
AC-2
AC-1
AC-4
200
100
50
Tehlikeli
fizyolojik etkiler,
ağır yanıklar ve
ölüm olayları
görülür
20
10
0,1 0,2
0,5
1
2
5
10
20
50 100 200
500 1000 2000
5000 10000
mA
Vücut akımı
Genellikle bir tepki
yoktur
Genellikle zararlı
bir fizyolojik etki
yoktur
Organik bir hasar olmaz. Geçici kalp
kasılmaları, kaslarda kramp, nefes almada
zorluklar görülür
41
RT
RK1
L1
L2
L3
N
UF
RK2
M
PE
Utp
RB
RA
3
RK
PE
RSt
RA
Hata ve arızalar ile ilgili tanımlar (TT Sistem)
42
Tehlikeli vücut akımları
Ölüm olayları görülür.
1A
Ventriküler fibrilasyon
olasılığı artar.
RCD 300 mA
80 mA
260 mA‘de yangın
tehlikesi oluşur
Tehlikeli fizyolojik ağır
etkiler, yanıklar ve nefes
almada zorluklar görülür.
30 mA
RCD 30 mA
Genellikle zararlı bir fizyolojik etki
yoktur. Kaslarda kramp görülür.
10 mA
RCD 10 mA
Genellikle bir tepki yoktur
0,5 mA
43
Akım kaynağı
Cihaz
L1
L2
L3
N
C
T
T
I
N
1. Harf
P rotection
E arth
S
N eutral
2. Harf
AG dağıtım şebekelerinde kodlama
44
TN-Sistem
Pano
L1
L2
L3
PEN
Potansiyel
dengeleme
iletkenleri
PDB
RB
RA
PE
N
Temel
topraklama
TN sistemde topraklama tesisatın ana öğesi değildir !!!!!
45
TN-Sistemde devrenin ayrılması şartı:
U0
ZS ≤
Ia
ZS : Arıza çevrim empedansı
U0 : Faz nötr arası gerilim
Ia : Kesicinin açma akımı
46
TT-Sistem
RL1
RT
L1
L2
L3
PE
N
In
40 A
30 mA
N
B/16 A
TT sistemde topraklama tesisatın
ana öğesidir !!!!!
RP
E
RB
IF
RA
RL2
Temel topraklama
47
TT- Sistemde topraklama direnci
UL
RA ≤
Ia
RA : Topraklama direnci
UL : Dokunma gerilimi
Ia : Koruyucu düzenin
otomatik çalışmasına
sebep olan akım
48
IT-Sistem
L1
L3
PE
Potansiyel
dengeleme
iletkenleri
IDM
RCD
RCD
A
CE
Id
IDM: Yalıtım izleme
düzeneği,
RCD: Artık akım koruma
düzeneği
M
PDB
RT
1
~
1. hata
2. hata
49
IT sistemde iki hata söz konusudur.
1. hatada devre kapanmaz, yalıtım izleme cihazı tarafından haber verilir
ve bu hata kısa zamanda elektrik ustası veya teknisyen tarafından
berteraf edilmelidir.
2. hata sigorta veya kesiciler tarafından TN veya TT sistemi oluşmasıyla
derhal kesilir. Genellikle 1. hata 2. hatayı doğurur.
1. Hata
UT
RA ≤
Id
2. Hata
UT
RA ≤
Ia
RT : Topraklama direnci, UL : Dokunma gerilimi
Id : Artık akım
Ia : Koruyucu düzenin otomatik açma akımı
50
Örnek:
Şekildeki TN-S sisteminde dokunma gerilimini ve insan
vücudundan geçen akımı bulunuz.
51
Eşdeğer devre:
RT
Rh
0,2 Ω
0,02 Ω
U0
230 V
RPE
I1
0,2 Ω
0
RB
Ri
RE
A
1000 Ω
2Ω
I2
100 Ω
U0
230
230
I1 =
=
=
= 547,6A
′
RT + Rh + RPE
0,02 + 0,2 + 0,2 0,42
52
OA arası Thevenin eşdeğeri:
I1.R′PE = 547,6.0,2 = 109,5 V
′
I1.RPE
109,5
109,5
I2 =
=
=
= 99 mA
Ri + RE + RB 1000 + 100 + 2 1102
Ui = I2 .Ri = 99.10 −3.10 3 = 99 V
Yukarıdaki örnekte insan vücudundan geçen akım 99 mA ve
dokunma gerilimi 99 V’tur (Koruma iletkeni tesis edilmiş).
53
Örnek:
Bir önceki örnekte cihaz ile PE arasındaki bağlantının
olmadığı
durum
incelenecektir
(Koruma
iletkeni
tesis
edilmemiş).
Eşdeğer şema:
Rh
RT
0,02 Ω
1000 Ω
Ri
U0
RB
RE
0,2 Ω
2Ω
100 Ω
54
∑ R = RT + Rh + Ri + RE + RB
∑ R = 0,02 + 0,2 + 1000 + 100 + 2 = 1102,22
U0
230
I=
=
≅ 210 mA
∑ R 1102,22
Ui = 210.1000 = 210
V
55
Örnek:
L1
L2
L3
N
PE
KAR
RB
1
PDB
2
B16A
3
gL/16A
TN sisteminde yukarıda belirtilen 3 ayrı koruma düzeni için
çevrim empedanslarını hesaplayınız.
56
U0
230
Z
≤
≤
≤ 7666 Ω
1) s
−
3
Ia
30.10
2) Z s ≤
U0 230
≤
≤ 2,88 Ω (Çizelge 10 s.25)
Ia
80
U0 230
≤
≤ 1,43 Ω (Çizelge 10 s.25)
3) Z s ≤
Ia 160
57
Örnek:
TT sisteminde otomatik açma ile korunma
B/16A
RB
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
N
PE
RE
gG/16A
RB
RT = 0,01 Ω Rh = 0,1 Ω
PE
RE
RB = 2 Ω
RE = 1 Ω
∑ R = 0,01+ 0,1 + 2 + 1 = 3,11Ω
230
I=
= 74
3,11
A UE = I.RE = 74.1 = 74V
58
50 50
gG/16A sigorta ile korunmuş RE ≤
≤
≤ 0,7 Ω
IA 72
B/16A kesici ile korunmuş
RE ≤
50 50
≤
≤ 0,625
IA 80
Ω
Sonuç: Her iki tesis de yönetmelikte istenen koşullara
uymamaktadır. Mutlaka insan yaşamı eşikli kaçak akım rölesi
kullanılmalıdır.
59
Örnek:
TT sisteminde 3 ayrı koruma düzeni için toprak direncini
hesaplayınız.
L1
L2
L3
N
30 mA KAR
RB
1
PDB
2
3
B16A
1) KAR için toprak direnci R A ≤
gL/16A
50
−3
≤ 1,67 kΩ
30.10
2) B/16A için toprak direnci R A ≤ 50 ≤ 0,625
80
Ω
3) gL/16A için toprak direnci R A ≤ 50 ≤ 0,714 Ω
70
60
TT SĐSTEMĐ:
L1
L2
L3
N
KAR
1
KAR
2
KAR
3
KAR
KAR
4
5
61
Tesiste bir RCD (KAR) var iseR A ≤
UT
I∆ n
Tesiste selektif RCD var ise R A ≤
UT
2.I∆n
UT
Tesiste ikiden fazla RCD var ise R A ≤
n.∑ I∆n
n: RCD için eşzamanlama katsayısı
n = 0,5
RCD sayısı < 4
n = 0,35
RCD sayısı 4-10
n = 0,25
RCD sayısı > 10
Çok hassas RCD’ler dikkate alınmaz.
62
Soru:
1 nolu KAR
500 mA
2 nolu KAR
300 mA
3 nolu KAR
500 mA
4 nolu KAR
300 mA
5 nolu KAR
30 mA
Ortak topraklama direncini hesaplayınız.
RA ≤
UT
50
≤
≤ 89,3 Ω
n.∑ I∆n 0,35.( 2.0,5 + 2.0,3)
Rortak .I∆ max ≤ UT tahkiki yapılması gerekir.
89,3.0,5 = 44,6 < 50 V olduğundan uygundur.
63
Soru: Tek bağımsız bölümlü bir konutun ana panosunda 30
mA KAR kullanılmıştır. Topraklama direnci ne olmalıdır?
Soru: Bir apartmanda daire tablolarında 30 mA KAR ve ana
girişte 300 mA KAR kullanılmıştır. Topraklama direnci ne
olmalıdır?
64
IT SĐSTEMĐ:
L1
L2
L3
1. hata
2. hata
UT: dokunma gerilimi, Id: artık akım
65
IT tesisat ilkeleri:
1. Birinci hatada devre kesilmez.
2.
Đkinci
hatada
normlarda
belirtilen
sürede
devre
kesilmelidir.
3. Nötrü dağıtılmış sistemde U = U0, nötrü dağıtılmamış
sistemde U = √3.U0 alınmalıdır.
66
Örnek:
RT=0,02 Ω
Rh=0,38 Ω
L1
N
B10A
RB=2 Ω
RA=?
Şeması verilen tesiste, toprak özdirenci ρ = 200 Ωm ve işletme topraklaması
RB = 2 Ω ölçülmüştür. Koruma düzeni olarak B10A minyatür kesici
kullanılmıştır.
a) Topraklama direncini, hata akımını ve dokunma gerilimini bulunuz.
b) Bu direnci elde etmek için ne kadar uzunlukta şerit kullanılacağını hesap
ediniz (30x3,5 mm galvaniz şerit kullanılacaktır).
67
a) R A ≤
50 50
≤
≤1
Ia 50
Ω olmalıdır.
R A = 1 Ω olması gerektiğini kabul ederek,
∑ R = RT + Rh + R A + RB = 0,02 + 0,38 + 1+ 2 = 3,4
230
Ih =
= 67,6
3,4
Ω
A
UT = Ih .R A = 67,6.1 = 67,6
V
68
b) Bilindiği gibi D çaplı ve L uzunluğundaki silindirin, D<<L ve yarısı havada,
yarısı toprakta olması koşuluyla yayılma direnci
ρ 2L
R=
ln
πL D
bağıntısıyla verilir. Kesit dörtgen ise daireye irca edilmesi gerekir.
Ç = 2( s + b ) = π.D
Her iki çevreyi eşitlersek, eşdeğer çap
2( s + b )
D=
π
eşitliği ile bulunabilir. 30x3,5 mm kesitli
galvaniz şeridin eşdeğer çapı
D=
2(30 + 3,5)
= 21 mm olur ( D = 0,021 m).
π
200
2L
ln
= 1 olmalıdır (Tesis güvenliği için).
3,14.L 0,021
63,7. ln(95,2.L ) = L ⇒ L ≅ 707
m olmalıdır.
69
ρ 2L
R=
ln
πL D
yerine yaklaşık formülün kullanılması:
Rαρ
ρ
R α (1/L) R = k
L
MH: Mutlak hata =
ρ
2L
ρ
ln
−k
πL D
L
ρ 2L
ρ
ρ
ln
−k
k
πk
π
L
D
L
L
= 1−
= 1−
BH: Bağıl hata =
ρ 2L
ρ 2L
2L
ln
ln
ln
πL D
πL D
D
70
BH=0 olduğu durumu göz önüne alalım.
2L
ln
πk
= 1⇒ k = D
2L
π
ln
D
D = 0,021
m için (30x3,5 mm)
D = 6,67.10 −3 m için (35 mm2 Cu)
ln(95,24.L )
π
ln(300 .L )
k=
π
k=
71
35 mm2 Cu
4,00
4,00
3,00
3,00
2,00
2,00
k
k
30x3,5 Galvaniz Şerit
1,00
1,00
0,00
0,00
0
100
200
300
L (m)
0
100
200
300
L (m)
Bu eğrilerden yaklaşık olarak şunu çıkarabiliriz.
L<10 m için ,
k≅2
2ρ
R≅
L
3ρ
L>10 m için , k ≅ 3 R ≅
L
72
Soru:
Bir parkta 10 m uzunluğunda 35 mm2 Cu toprak iletkeni
kullanılacaktır.
a) Bu iletkenin yeryüzüne serilmesi
b) h = 0,6 m derinliğe gömülmesi durumunda yayılma
dirençlerini karşılaştırınız.
73
a)
ρ 2L
Ry =
ln
πL D
35 mm2 Cu için D = 6,67.10 −3 m
ρ
2.10
ρ
Ry =
ln
ln(3000 )
=
−
3
π.10 6,67.10
π.10
74
ρ
L
ρ
10
ρ
b) Rh =
ln
=
ln
=
ln(158)
πL
Dh π.10
6,67.10 −3.0,6 π.10
ρ
ln(158)
Rh
= π.10
= 0,63
ρ
Ry
ln(3000 )
π.10
Sonuç: 10 m uzunluğundaki 35 mm2 Cu iletkenin 60 cm
derinliğe
gömülmesi
durumunda
yayılma
direnci
yeryüzündeki yayılma direncine göre %37 oranında azalır.
75
Topraklayıcı çeşitleri
Topraklayıcı olarak aşağıdaki malzemeler kullanılabilir.
1) Temel topraklayıcı (Kullanılması tavsiye edilir)
2) Gözlü topraklayıcı
3) Şerit topraklayıcı
4) Halka topraklayıcı
5) Derin topraklayıcı
6) Yıldız topraklayıcı
7) Ağ topraklayıcı
8) Levha topraklayıcı (Kullanılması kesinlikle tavsiye edilmez)
76
Topraklayıcılarda potansiyel dağılımı ve yayılma dirençleri
RA (Ω)
ρE (Ωm)
U(V)
UE
l (m)
Referans
toprak
φ=0
0 5 10 15 20 3 0 40 50
60
70
IE
Yüzeysel
topraklayıcı
Derin
topraklayıcı
0 5 10 15 20 3 0 40 50
60
70
Topraklayıcının uzunluğu l(m)
77
Diğer elektrot tipleri için geçiş direnci hesapları
b m adet
Gözlü topraklayıcı
D =
a .b
π
L = a.n + b.m
a
n adet
D
ρE ρE
RE =
+
2D L
RE: Topraklama direnci
D: Gözlü topraklayıcının eşdeğer daire alan çapı
ρE: Özgül toprak direnci
L: Topraklayıcı toplam iletken uzunluğu
78
Çubuk topraklayıcı (Derin topraklayıcı)
Yaklaşık hesap:
Başka elektrot varsa
RE = ρE / L
>2L
L
L
Toprak
d
d
79
ÇUBUK TOPRAKLAMA
ELEKTROTLARININ
YAYILMA DĐRENCĐNĐN
YAKLAŞIK HESABINDA
DĐKKAT EDĐLECEK
HUSUSLAR
Taner ĐRĐZ
EMO Đzmir Şubesi Bülteni Sayı: 142 Mart 2002 s.21
80
21 Ağustos 2001 tarihli Elektrik Tesislerinde Topraklamalar
Yönetmeliği’nin Ek-T bölümünde, çeşitli topraklayıcı tiplerine
ilişkin hesaplama örnekleri yer almaktadır. Yönetmelik çubuk
topraklayıcının yayılma direnci için;
RE =
ρE
4L
ln
2πL d
ana formülünü vermektedir. Sözkonusu yayılma direncinin,
RE =
ρE
L
basitleştirilmiş formülü ile bulunabileceği belirtilmektedir.
Bu formüllerde L topraklayıcının boyu, d topraklayıcının çapı
ve ρE toprak özdirencidir.
81
Proje üreten ya da uygulamadaki mühendislerin; yönetmeliğin
izin verdiği yaklaşık formülü kullanırken dikkatli olmaları
gerekmektedir. Bu yazıda anılan ana formül yerine yaklaşık
formülün hangi koşullarda kullanılabileceği açıklanacaktır.
X gibi bir büyüklüğün, yaklaşık büyüklüğü Xy olsun. (X- Xy)
farkına “mutlak hata”, (X- Xy)/X ifadesine “bağıl hata” denir.
Bağıl hata Grekçe’deki ε harfi ile gösterilir. Bu durumda çubuk
topraklayıcı yayılma direnci için, ana formül yerine, yaklaşık
formülün kullanılması durumunda yapılacak bağıl hata,
4L  ρE
 ρE
ln  −

2πL d  L
ε=
ρE
4L
ln
2πL d
olur.
82
Bu ifade düzenlenirse;
2π
ε = 1−
4L
ln
d
eşitliği elde edilir.
83
Bilindiği gibi çubuk topraklayıcı çapının, yayılma
direncine etkisi ihmal edilecek kadar azdır. Pratikteki
çubuk elektrotlar 2 cm çapında imal edilmektedir.
Böylece d=2 cm=0,02 m olursa, hata fonksiyonu
sadece L’ye bağlı kalır. d=0,02m için;
2π
2π
ε = 1−
= 1−
4L
ln
200
L
ln
0,02
84
Ana formül ile yaklaşık formül arasındaki hatanın
olmadığı durumu saptamak için ε =0 denklemini çözmek
gerekir.
2π
1−
=0
ln 200L
Bu eşitlik düzenlenirse L=e 2p/200 elde edilir. L= 2,68 m
bulunur. Burada e bir doğa sabiti olup yaklaşık 2.72
alınabilir.
Bunun anlamı şudur: Elektrot uzunluğu L= 2,68 metre ise,
yaklaşık formül hatasız değer verir.
85
Şimdi de belirli bir elektrot uzunluk aralığında, hatanın hangi
sınırlar içinde kalabileceğini saptayalım. - %5 ile + %5 bağıl
hata aralığını göz önüne alalım.
2π
1−
= −%5 = −0,05
ln 200L
2π
1−
= +%5 = +0,05
ln 200L
L≅2 m
L≅3 m
86
Yani 2 m<L<3,8 m iken, ana formül yerine yaklaşık
formül kullanılması durumunda, yapılacak hata %5’in
altında kalmaktadır. Bağıl hata ifadesinin negatif olması,
yaklaşık hesapla bulunan değerin ana formülle bulunan
değerden daha büyük olduğunu; pozitif olması ise
yaklaşık hesapla bulunan değerin ana formülle bulunan
değerden daha küçük olduğunu göstermektedir.
87
2 m<L<3,8 m aralığın dışında L =50 cm=0,5 m gibi bir
değer için ε değeri hesaplanırsa
2π
1−
≈ −0,36 = −%36
ln 200.0,5
L = 0.5 m iken ana formül yerine, yaklaşık formülün
kullanılması durumunda, -%36 gibi yüksek bir hata oranı
karşımıza
çıkar.
Bu
durumda
yaklaşık
formülün
kullanılması uygun değildir.
88
Şimdi
de
pratikte
en
çok
kullanılan
çubuk
elektrotlarını inceleyelim:
L (m) d (m)
RE (ana
formül)
RE (yaklaşık
formül)
Hata
(%)
1,5
0,02
0,605 ρE 0,667 ρE
-10
3
0,02
0,339 ρE 0,333 ρE
+1,8
89
Sonuç:
1- Pratikte sık kullanılan elektrotlarda ana formül
yerine,
yaklaşık
formülün
kullanılması
uygun
olmaktadır.
2-
Elektrot
boyu
küçüldükçe
(l<1
m)
ya
da
büyüdükçe (l>4 m) bağıl hata arttığından, bu tür
elektrotların
kullanılabileceği
özel
topraklama
tasarımlarında dikkatli olunmalıdır.
90
ÇUBUK TOPRAKLAYICI ÇEVRESĐNDE POTANSĐYEL
DAĞILIMI
Referans toprağa göre elektrot gerilimi
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
25
L = 2 m. D= 2.5 cm. ρE = 10 Ω.m
IE = 96 A.
r =Elektrottan uzaklık
91
Şerit topraklayıcı
PDB
H
s
b
L
L
2 (b + s )
d =
π
L 

ln

ρE
2L 
2
H
1 +

RE =
ln
2L 
2πL
d 
ln


d 

92
Levha topraklayıcı
Günümüzde önemini yitirdiğinden tavsiye
edilmemektedir.
Yıldız topraklayıcı ve diğerleri için Yönetmelik
Ek-T kullanılabilir.
Hesaplarda Yönetmelik Ek-K de verilen direnç
eğrilerinden de yararlanılabilir.
93
Ek-K ve Ek-L ile ilgili sorular
94
Soru:
Bir elektrik tesisatının gerçekleştirileceği yerde ρ = 100
Ωm ölçülmüştür. Sistem topraklama direncinin
≤ 2 Ω
olması isteniyor. Çeşitli tekil topraklama elektrotları için
geçiş dirençlerini hesaplayarak, söz konusu yöntemle
istenen
geçiş
direncinin
gerçekleştirilemeyeceğini
gösteriniz.
95
3ρ
3ρ 3.100
⇒L =
=
= 150 m.
a) Şerit: R =
L
R
2
b) Dikey topraklayıcı:
R=
ρ
4L
ln
2πL D
D=0,02 m
ln 200L 2π
=
= 0,1256 ⇒ L ≅ 80
L
50
⇒R =
100
4L
50
ln
ln 200L
=
2πL 0,02 πL
m
Literatürde ve yeni yönetmelikte
ρ
4L ρ
ln
≈
2πL D L
ρ 100
L= =
= 50 m (EMO Đzmir Şb. Bülteni Mart 2002 sayısı)
R
2
Yönetmelikteki yaklaşık formül her zaman kullanılamaz.
c) Levha: R T =
ρ
ρ
100
⇒a=
=
= 11,1 m
4,5.a
4,5.R T 4,5.2
11,1x11,1 boyutunda kare levha gerekli.
96
Transformatör Merkezlerinde Genel Topraklama Şeması
Ana
potansiyel
dengeleme
Ring
topraklayıcı
Derin
topraklayıcı
Temel topraklayıcı
Bir transformatör merkezi topraklaması
97
Tesislere yakın
YG Direği
Bina
Bina
YG
Direği
Bina
Duvar
Bina
Cihaz
Bir endüstri merkezinde ağ şeklinde tesis edilmiş
topraklama ve potansiyel dengeleme sistemi
98
TOPRAKLAMALA
R
L1
L2
L3
PEN
RA
Koruma
topraklaması
RB
Đşletme
topraklaması
RA
Fonksiyon
topraklaması
Koruma
topraklaması
99
Topraklamada kullanılan önemli tanımlar
AG
YG
4
1. Koruma topraklaması
5
4
3. Topraklama iletkeni
6
4
2. Potansiyel
dengeleme barası
4. Koruma iletkeni
5. A.G.hava hattı
2
7
3
1
6. Nötr (N) veya PEN
Durumuna
göre yalnız
biri
4
7. Đşletme topraklaması
7
8. Potansiyel
düzenleyici
topraklayıcılar
9. Temel topraklama
9
> 20 m
8
10 10. Derin topraklayıcı
Đhtiyaç halinde
ilave elektrot
100
Soru (Ek-D ile ilgili)
5 m x 7 m boyutunda bina tipi 34,5 / 0,4 kV 400 kVA bir
trafo postası için YG tarafı faz toprak kısa devre akımı
I’’k1=1000 A olarak verilmiştir. Toprak özgül direnci 200 Ωm
ölçülmüştür.
Bu
tesiste
topraklama
direnci
RE
ne
olmalıdır?
101
Önce temel topraklaması uygulanırsa,
D=
4 .5 .7
= 6,7 m
π
RT =
2ρ 2.200
=
= 19 Ω
πD π.6,7
Bu değer yüksek olduğundan ring topraklama
yapılmalıdır.
102
D=
4 .7 .9
≅9 m
π
2πD 200
2π 9
Rr =
ln
=
ln
= 17.8 Ω
2
2
d
π D
π .9 0,021
200
19.17,8
RT // Rr = 19 // 17,8 =
= 9,2 Ω
19 + 17,8
UE = 9,2.1000 = 9,2
kV
103
En fazla 10 adet L=1,5 m çubuk bağlanabilir.
ρ 200
Rç = =
= 133
L 1,5
Ω (tek çubuk)
10 adet çubuk düşünüldüğünden,
133
Rç =
= 13,3
10
Ω
9,2.13,3
RT // Rr // Rç = 9,2 // 13,3 =
= 5,44 Ω
9,2 + 13,3
UE = 5,44.1000 = 5440
V
104
t = 0,1 s için UTp = 700V (ETTY s.14 Şekil 6)
UE>4UTp4UTp ≅ 4.700 = 2800 V
5440 V>2800 V
tF ≤ 5 s UE>4UTp Çizelge D.1 gereği UE ≤ UTp
ispatı
Trafo girişinde 34,5 kV XLPE kablo kullanılacağından r=0,45 redüksiyon
faktörü göz önüne alınabilir.
′ =
RE
2800
= 4,67 Ω olmalıdır.
0,6.1000
R T // Rr // R ç = 5,44
Ω elde edilmişti.
5,44.R
= 4,67 ⇒ 5,44R = 25,4 + 4,67R
5,44 + R
0,77R = 25,4 ⇒ R = 33
O halde 33 Ω paralel bir direnç daha tasarlamalıyız (9 m şerit ve 3 çubuk).
105
2.200
Rş =
= 44,4
9
133
Rç =
= 44,3
3
R ş // R ç = 22
5,44.22
5,44 // 22 =
= 4,36
5,44 + 22
600 .4,36 = 2616 < 4UTp < 2800
V
Ek-D’de belirtilen ek önlemlerin alınması kaydıyla
topraklama direnci 4,36 Ω kabul edilebilir.
106
Soru:
%50 UE
≈%1 UE
0,2 m
20 m
%1,7 UE
L=2 m
68,8 m
dkabul=20 m ise Uk/UE=?
2Lc
c2 − 1
= 20 ⇒ 20c 2 − 20 = 2.2.c
20c2-4c-20=0
c2-0,2c-1=0 ⇒ c = 1,105
107
Uk / UE
 4L 
 
 d 
Uk 4L
=c⇒
ln
= ln c
UE d
Uk
ln c
ln1,105 0,09985
=
=
=
= 0,0167
UE ln 4L ln 4.2
5,99
d
0,02
Uk = 0,0167 .UE = %1,67.UE
108
Soru:
30 m x 15 m boyutlarındaki gömülmüş ağ topraklama
şebekesinden kaç metre ileride Ukabul = 50 V olur? (UE = 188
V olarak hesaplanmıştır)
Uk=50 V
UE=188 V
18 m
12 m
12 m
15 m
18 m 30 m
109
A = 30.15 = 450
dkabul =




450
1

− 1 = 11,97.1,466 = 17,6
π  sin π.50



2.188


ρ
D/2
Uk = It
arcsin
πD
d
dkabul =




A
1
− 1

π  sin π.Uk


2
.
U
E


110
Ek-M
111
Yarım küre:
ρI
UE =
2 πr
Ukabul =
ρI
2π(r + Dk )
ρI
UE
r + Dk
Dk
2
π
r
=
=
= 1+
ρ
I
Ukabul
r
r
2π(r + Dk )
Dk UE
U

=
− 1 ⇒ Dk = r  E − 1
U

r
Uk
 k

112
Derin topraklayıcı:
L + dk 2 + L2
ρ
Uk = It
ln
2πL
dk
Uk
UE
ρ
4L
UE = I t
ln
2πL
d
L + dk 2 + L2
ln
L + dk 2 + L2
Uk
4L
dk
=
⇒
. ln
= ln
4L
UE
d
dk
ln
d
Uk
 4L  UE
ln 
 d 
L + dk 2 + L2
= ln
dk
L + dk 2 + L2
L + dk 2 + L2
ln c = ln
⇒c=
dk
dk
dkabul =
2Lc
c2 − 1
113
Soru:
D = 0,02 m L = 2 m bir topraklama kazığından kaç metre ileride
Uk / UE = 0.5 olur? (Uk = 0,5.UE)
Uk
 4L  UE
c= 
 d 
 4 .2 
=

 0,02 
2.2.20
dkabul =
= 0,2
400 − 1
 4 .2 
c=

 0,02 
0,01
0,5
= 20
Uk
= 0,01
UE
2.2.1,0617
= 68,8
= 1,0617 dkabul =
0,0617
114
ŞEBEKE KARŞILAŞMALARI
115
a) Şebeke tipi TT iken:
L1
L2
L3
N
RB
M1
Rk1
M2
Rk2
116
Eşdeğer devre
RT
RB
Rk1
U0
Rk2
117
U0
I=
R k 2 + R B // R k 1
Rk 2.U0
Ud1 = UB = U0 −
Rk 2 + RB // Rk1
Rk 2
RB // Rk1
Ud1 = UB = U0 (1 −
) = U0
Rk 2 + RB // Rk1
Rk 2 + RB // Rk1
RB .Rk1.U0
Ud1 =
(RB + Rk 2 ).Rk1 + RB .Rk 2
Rk1 → ∞
Ud1 =
RB .U0
RB + Rk 2
118
Soru:
Şebeke tipi TT iken tüm cihazlar müstakil topraklı;
sadece biri hem topraklı hem de sıfır bağlantılıdır.
Tüm dirençler yaklaşık eşit ise M2’deki gövde kaçağı
durumunda M1 gövdesinde şebeke faz-nötr geriliminin
1/3’ünün var olacağını gösteriniz.
119
b) Şebeke tipi TN iken:
L1
L2
L3
PEN
RB
M1
M2
120
¶
TN VE TT SĐSTEMLERĐNĐN
KARŞILAŞMASI
Taner ĐRĐZ
EMO Đzmir Şubesi Bülteni Sayı:146 Temmuz 2002 s.20
121
TS 3994’e göre elektrik şebekeleri sınıflandırılarak üç
tipe ayrılmış; gerek iç tesisler, gerekse topraklamalar
yönetmeliğinde bu tiplerin özellikleri ve ne şekilde
kullanılacakları uzun uzadıya anlatılmıştır.
Fakat pratikte yerel elektrik idarelerinin konuya gereken
önemi vermemeleri ve bazı teknik elemanların bu
konudaki bilgi eksiklikleri, şebeke karşılaşması
tehlikesini ortaya çıkarmaktadır.
122
Bu yazıda TN-C sistemi ile TT sisteminin karşılaşması
sonucu doğabilecek riskler araştırılacaktır. Şekil-1’de
müstakil bir trafodan beslenen bir fabrikanın elektrik dağıtım
sistemi görülmektedir. Seçilen sistem TN-C (klasik
sıfırlama)dır. Bu sistemde, tüm pasif kısımlar (gövdeler) PEN
iletkenine irtibatlandırılır.
Dolayısıyla 1 no’lu motor sistem karakterine uygun olarak
topraklanmıştır. 2 no’lu motorun gövdesi ise, teknik eleman
hatası nedeniyle PEN iletkenine bağlanmamış, bu motora
müstakil koruma topraklaması yapılmıştır. Böylece şekil-1 de
görüldüğü gibi TN-C sistemi ile TT sistemi karşılaşmıştır.
123
124
2 no’lu motorda bir izolasyon hatası oluştuğunda, S2
sigortasının atmadığını varsayalım. Bu durumda 2 no’lu motor
gövdesi ile toprak arasında u2 gibi bir temas gerilimi oluşur.
Öte yandan Ih hata akımı, Rk koruma topraklaması ile R0
işletme topraklaması üzerinden şebekeye geri gider.
Bu hata akımı nötr iletkeninde ve buna bağlı bütün sıfırlanmış
tüketiciler de bir hata geriliminin doğmasına neden olur.
Böylece 1 no’lu motor gövdesinde potansiyel sürüklenmesi
nedeniyle u1 gibi hata gerilimi meydana gelir. Daha açıkçası,
oluşan bu hata devresinde;u1 gerilimi işletme topraklama
direnci uçlarındaki gerilim ve u2 gerilimi ise koruma
topraklama direnci uçlarındaki gerilimden başka bir şey
değildir.
125
Trafo sargı direnci ve hat dirençlerini ihmal edersek, hata
akımı için;
Ih = uλ / (R0 + Rk ) (1)
yazılabilir. u1 ve u2 için de,
u1 = R0 .Ih = R0 . uλ/ (R0 + Rk ) (2)
u2 = Rk .Ih = Rk . uλ/ (R0 + Rk ) (3) bağıntıları elde edilir.
(2) ve (3) bağıntılarında pay ve paydalar R0’a bölünürse,
u1 = uλ / (1 + Rk / R0) (4)
u2 = (Rk / R0) uλ/(1 + Rk / R0) (5)
bulunur. Koruma topraklama direncinin işletme topraklama
direnci oranına x dersek,
u1 = uλ / (1 +x) (6)
u2 = x. uλ/(1 + x) (7)
sonucuna ulaşırız.
126
Faz-nötr gerilimi uλ= 220 V olduğundan,
u1 = 220 /(1+x) = f(x) ve u2 = 220x /(1+x) = g(x) bulunur.
Ordinat eksenine volt cinsinden temas gerilimini, apsis
eksenine de boyutsuz x dirençler oranını götürerek, şekil2’deki u1 =f(x) ve u2 = g(x) eğrilerini elde ederiz.
127
128
Şekil-2 incelendiğinde aşağıdaki sonuçlara varılır:
1- u1 =f(x) eğrisi monoton azalandır. En büyük değerini
x=0 iken alır.
x=0 iken u1 =220 V’dır (A noktası). Ayrıca x ∞ için lim f(x)
= 0’dır. (x büyüdükçe 1 nolu motor gövdesindeki temas
gerilimi azalir)
2- u2 = g(x) eğrisi monoton artandır. x= 0 iken u2 = 0 olur
(0 noktası) . Ayrıca x ∞ için lim g(x) = 220 V olur.(x
büyüdükçe 2 nolu motor gövdesindeki temas gerilimi
artar)
3- Herhangi bir x=a değeri için, f(a)+g(a) =220 V tur.
4- R0 = Rk iken (x=1), ut1 = ut2 =110 V tur (B noktası)
5- u1 = f(x) ve u2 =g(x) eğrileri, u= 110 V yatay doğrusuna
göre simetriktirler.
129
u1=f(x) eğrisinde A ile D noktaları arasında gerilim, 50 V
luk tehlikeli gerilimin üzerinde olduğundan eğri koyu
renk; D noktasından itibaren 50 V’un aşağısında
olduğundan açık renk çizilmiştir. u2=g(x) eğrisinde, 0 ile C
arasında, gerilim 50 V’luk tehlike geriliminin altında
olduğundan açık renk, C’den sonra ise gerilim 50 V’un
üzerinde olduğundan koyu renk çizilmiştir.
(6) no’lu bağıntıda u1=50 V ve uλ=220 V değerlerini yerine
koyup x’i çözersek x= 0,294 olarak hesap edilir (C noktası)
(7) no’lu bağıntıda u2=50 V ve uλ=220 V değerlerini yerine
koyup x’i çözersek x= 3,4 olarak hesap edilir (D noktası).
x= 0,294 ve x= 3,4 büyüklükleri, 1. kadranı 3 bölgeye
ayırır.
130
I. bölgede Rk direncinin R0 direncinin yanında çok küçük
olması gerekmektedir. Bu durumda hatanın oluştuğu 2 no’lu
motorda bir tehlike yoktur. Ancak 1 no’lu motorda 170 V’un
üzerinde tehlikeli bir gerilim oluşmaktadır. Pratikte en çok
karşılaşılan durum II. Bölgeye tekabül eder. II. Bölgede her iki
motorda da tehlikeli gerilim vardır. III. Bölgede x arttıkça 2
no’lu motor gövdesinde tehlikeli gerilim de artar.
Örnek : R0 =2 Ω, Rk =1 Ω iken, 2 no’lu motorda izolasyon
hatası oluşursa,
x= Rk / R0 =1/2 =0,5 (II.Bölge)
131
u1=220/(1+0,5) = 146,6V u2=220 – 146,6=73,3 V
Görüldüğü gibi her iki motor gövdesinde tehlikeli
gerilimler meydana gelmiştir.
Örnek : R0 =2 Ω iken 1 no’lu motorda tehlikeli gerilim
olmaması için x>3,4 olmalıdır.
Rk / 2>3,4 => Rk > 6,8 Ω
Rk > 6,8 Ω oldukça 1 no’lu motor gövdesindeki temas
gerilimi 50 V’un altındadır.
132
Buradaki ilgi çekici sonuç şudur :
Rk küçük ise (koruma topraklaması iyi yapılmışsa) sıfırlama
uygulanan motor risk altındadır. Koruma topraklaması
yapılan motor tehlikesizdir.
Rk büyük ise (koruma topraklaması iyi yapılmamışsa)
sıfırlama uygulanan motor tehlikesizdir, bu durumda
koruma topraklaması yapılan motor risk altına girmiştir.
133
Görüldüğü gibi şebeke karşılaşmaları, x dirençler oranına
bağlı olmak üzere ölümcül kazalara neden olabilir. Sebeke
karşılaşmalarının önüne geçmek için alınması gereken
önlemler su sekilde siralanabilir.
1-Müstakil trafodan beslenen tüketicilerde sıfırlama sitemi
uygulanacaksa, TN-C yerine TN-C-S seçilmelidir. Çünkü TNC sisteminde, bu sistemin doğası gereği Kaçak Akım
Koruma Şalteri(KAKŞ) kullanılamaz. TN-C-S sisteminde ise
KAKŞ kullanılabilir. Bu durumda herhangi bir TN-C-S ile TT
karşılaşmasında hata akımının algılanması olanaklıdır.
2-Elektrik projelerinde tek bir sistem uygulanmalı, planlarda
cihazlar, prizler, kablo ve iletkenler numaralandırılmalıdır.
Plan kopyaları panolara konmalı ve iletken renk kodlarına
uyulmalıdır.
134
AG HAVA HATLARINDA FAZ-TOPRAK HATASI
(FAZ KOPMASI)
RT
Rh
L1
L2
A
L3
PEN (N)
RB
RB: Đşletme topraklaması direnci
RE: L3 fazının toprağa temas direnci
U0: Toprağa göre anma a.a. gerilimi etkin değeri
135
Eşdeğer devre:
0
Rb
U0
RT
RH
A
Ih
RE
136
RT ve RH dirençleri ihmal edilirse
Ih =
U0
RB + RE
UB = RBIH = RB
Madde 3.7 gereği
U0
RB
≤ 50
RB + RE
U0
RB + RE
UB ≤V 50
RB + RE
1
RB + RE U0
≥
→
≥
RBU0
50
RB
50
RE U0
RE U0
RE U0 − 50
≥
→
≥
−1→
≥
1+
RB 50
RB 50
RB
50
ETTY s.17
RB
50
≤
RE U0 − 50
137
380/220 V şebekede U0=220 V
RB
50
RB
50
RB
≤
→
≤
→
≤ 0,294
RE 220 − 50
RE 170
RE
RE
1
RE
≥
→
≥ 3,4 → RE ≥ 3,4.RB
RB 0,294
RB
138
L3
X
0
L1
50 V
220 V
L2
X 2 = 220 2 + 50 2 − 2.220 .50. cos 120
X ≅ 250 V
139
L uzunlukta, d çaplı silindirik topraklayıcının yayılma direnci
ETTY s.88 Şekil T-7’nin altında R =
ρ
2L
ln
πL D
şeklinde verilmiştir.
d (mm)
2.40
ln
d
1 2.40
ln
π
d
Rose
5,58
9,57
3,05
Lily
6,60
9,40
2,99
Iris
7,41
9,29
2,95
Pansy
8,34
9,17
2,92
Popy
9,36
9,05
2,88
Aster
10,50
8,93
2,84
Pholox
11,79
8,82
2,81
Ort.3
140
3ρ
L=40 m RE ≈
L
L=1 m
L=10 m
L=1 m
L=10 m
L=40 m
RE =
RE =
RE ≈ 0,075ρ
ρ
2. 1
ln
= 1,73ρ
π.1 0,0086
ρ
2.10
ln
= 0,25ρ
π.10 0,0086
ρ=100 Ω m RE=173 Ω
ρ=100 Ω m RE=25 Ω
ρ=100 Ω m RE=7,5 Ω
O halde yönetmeliğin dayattığı en küçük temas direnci
yaklaşık 40 m iletken uzunluğunda gerçekleşir.
141
RE ≥ 3,4RB
RE min ≅ 0,075ρ
RE ≥ 0,075ρ
3,4
0,075ρ ≥ 3,4.RB ⇒ ρ ≥
RB
0,075
RB=0,1 Ω ρ ≥ 4,5
Ωm
RB=1 Ω
ρ ≥ 45
Ωm
RB=2 Ω
ρ ≥ 90
Ωm
ρ ≥ 45.RB
142
Soru:
Đşletme topraklamasının ≤ 2 Ω olması yeni ETTY açısından
yeterli midir?
Soru:
AG havai hat altındaki toprak özgül direnci ρ küçüldükçe
gerilim terazisini dengelemek kolaylaşır mı? Bu durumda
direk topraklaması için ne dersiniz?
Soru:
RT=0,02 Ω, RH=0,3 Ω, RE=7,5 Ω, RB=2 Ω için Madde 3.7’nin
gerçeklenip gerçeklenmediğini tahkik ediniz.
143
NÖTR KOPMASI
L1
L2
L3
PEN (N)
P
RB1
P P+∆P
RB2
∆P
In =
U
∆P
∆P
= rnhl
Unötr = Rnh
U
U
∆P = 0
ise
Unötr = 0
144
L1
L2
L3
PEN (N)
RB1
RB2
145
Eşdeğer devre:
U0
RB1
U0 2
∆P
I
RB2
I=
U0
2
U
RB1 + RB2 + 0
∆P
UB2 =
=
∆P.U0
∆P.(RB1 + RB2 ) + U0 2
RB2 .∆P.U0
∆P.(RB1 + RB2 ) + U0
2
∆P = 0 → UB2 = 0
146
630 kVA
Uk=%4
A.G. ŞEBEKELERDE DĐĞER BĐR ÖRNEK
125 A
RB1 = 4 ohm
3xPANSY+ROSE
69.2 V
55
55
65 kW
RB2=4 ohm
Benzer olaylar nötr kopmalarında da yaşanır. RB1=RB2 = 4 ohm ve kopma
sırasında dengesiz yük 10 kW olsun. Zdyük = 2302/ 10000 = 5,29 ohm
Çevrim empedansı Zs= 5,29+4+4 =13,29 ohm Hat ve trafo empedansları
ihmal edilmiştir.
Devreden geçen akım = 230 / 13,29 =17.3 A.
RB2 üzerinde gerilim
= 4 x17,3 = 69.2 V.
50 V’luk limitin üzerindedir.
(Madde 8a 3.7)
147
TEMEL TOPRAKLAMASI
148
Temel Topraklaması:
ETTY s.19 Madde 7.9 gereği yeni yapılacak binalarda temel
topraklayıcı tesis edilmesi zorunludur.
* Temel topraklayıcı, kapalı bir ring şeklinde yapılmalıdır.
* Çevresi büyük olan binalarda temel topraklayıcı tarafından
çevrelenen
alan,
enine
bağlantılarla
20x20
m
gözlere
bölünmelidir.
* Temel topraklayıcı her tarafı betonla kaplanacak şekilde
düzenlenmelidir.
149
* Temel topraklaması için en küçük kesiti 30x3,5 mm çelik
şerit veya en küçük çapı 10 mm olan yuvarlak çelik çubuk
kullanılmalıdır. Çelik çinko kaplı olabilir veya olmayabilir.
Ama bağlantı filizleri mutlaka çinko kaplı çelikte yapılmış
olmalıdır.
* Çelik hasırlı olmayan temel içinde topraklayıcının beton
içindeki
yerini
sabitlemek
için
mesafe
tutucular
kullanılmalıdır.
* Çelik hasırlı temel ve su yalıtım malzemesi içinde
yerleştirme için temel topraklayıcı en alt sıradaki çelik hasır
üzerine yerleştirilmeli ve yerini sabitlemek için 2 m
aralıklarla çelik hasıra bağlanmalıdır.
150
* Dışardan basınç yapan suya karşı yalıtılmış binalarda temel
topraklayıcı
yalıtımın
altındaki
beton
tabakasına
yerleştirilmelidir.
* Bağlantı filizleri bina içine girdikleri yerden itibaren en az
1,5 m uzunluğa sahip olmalıdır.
* Temel topraklayıcı yıldırıma karşı koruma topraklaması
olarak kullanılacaksa özel bağlantı filizi kullanılmalı ve
bağlantı için dışarı çıkartılmalıdır.
Asansör rayları gibi metalik konstrüksiyon kısımları temel
•
topraklamaya
bağlanacaksa
ek
bağlantı
filizleri
öngörülmelidir.
151
* Temel topraklama kısımlarını birbirine bağlamak için çapraz
bağlayıcılar çelik donatıya bağlamak için de uygun bağlantı
klemensleri kullanılmalıdır.
* Dilatasyon derzlerinde genleşme köprüsü kullanılarak esnek
bağlantı yapılmalıdır.
152
Temel topraklayıcı tesisi
Temel topraklaması, potansiyel dengelemesinin etkisini arttırır. Bunun dışında,
Üçüncü Bölüm’deki kurallar yerine getirildiği taktirde, temel topraklaması kuvvetli
akım tesislerinde ve yıldırıma karşı koruma tesislerinde topraklayıcı olarak
uygundur.
• Bu topraklama, yapı bağlantı kutusunun arkasındaki elektrik tesisinin veya buna
eşdeğer bir tesisin ana bölümüdür.
•
Bağlantı
filizi
PDB
Pano odası
Temel topraklama 30x3,5 mm
Şekil 16: Temel
topraklama
Paratoner için
özel bağlantı filizleri
153
Temel topraklama şeridi (30x3,5 mm) en alt sıradaki
çelik hasır üzerine yerleştirilmelidir.
Bağlantı
filizi
Çelik donatı
Bağlantı
klemensleri
Çelik donatılı temel topraklayıcıya örnek
154
Temel topraklamada mesafe tutucuların görünüşü
Temel topraklayıcı ve mesafe tutucular
155
Çelik donatılı temel topraklayıcının üstten görünüşü
156
Temel topraklamada şeridin tesisi
157
Yakalama uçları
Đniş iletkeni
Ana
pano
Tali
Pano
PDB
Bağlantı
filizi
Bağlant
ı filizi
Ölçme
noktaları
Temel topraklama
IEC 61024-1’e göre bina dışı yıldırım koruması, temel
topraklama ve potansiyel dengelemesinin birlikte tesisi
158
Örnek potansiyel denge baraları
159
YG-AG SĐSTEMLERĐNDE
TOPRAKLAMA TESĐSLERĐNĐN
BĐRLEŞTĐRĐLMESĐ
160
Madde 11
a) Bir yüksek gerilim tesisinde toprak hatası esnasında alçak
gerilim sisteminin nötr veya PEN iletkeni, yüksek gerilim tesis
sisteminin topraklama tesisleri ile aşağıdaki koşullar yerine
getirilmek kaydıyla bağlanabilir.
- Alçak gerilim şebekesinde veya tesis edilen tüketim
tesislerinde tehlikeli dokunma gerilimleri ortaya çıkmaz ise
(Çizelge 13)
- Tüketim tesislerinde alçak gerilim cihazlarının gerilim
dayanımının (işletme frekansındaki) yüksekliği alçak gerilim
yıldız noktasında bir potansiyel yükselmesinin sonucu olarak
Çizelge 13’te izin verilen değerleri aşmaz ise,
161
b) Bir yüksek gerilim tesisi, topraklama alanı içindeki alçak
gerilim tüketicilerini besliyorsa; YG topraklama tesisleri
içindeki
tüm
işletme
ve
koruma
topraklamaları
birleştirilmelidir.
c) Yüksek gerilim topraklama tesisinin alanı dışındaki alçak
gerilimli tesislerin beslenmesi:
- Söz konusu yüksek gerilim topraklama tesisi global
topraklama sistemine bağlanmış ise,
- veya AG şebekesinde Çizelge 13’teki koşullar yerine
getirilmiş ise,
ortak topraklama tesisinin yapılması önerilir.
162
AG
Sistem
Tipi
Ortak topraklama koşulları
Hata Süresi
Dokunma
Gerilimi
t≤5s
TT
Zorlanma
Gerilimi
UE ≤ 1200 V
Uygulanmaz
UE ≤ 250 V
t>5s
PEN sadece
TM’de topraklı
UE ≤ Utp
TN
Uygulanmaz
PEN bir çok
noktada topraklı
UE ≤ 2.UTp
163
U1
L1
L2
L3
IE
U2
PEN
Potansiyel dengeleme
Temel topraklama
UF
RE
TN sisteminde UTp = f(t) eğrisinden
PEN tek noktada topraklı ise UE ≤ UTp
PEN birden fazla noktada topraklı ise UE ≤ 2.UTpolmalıdır.
164
U1
L1
L2
L3
IE
N
U2
Potansiyel dengeleme
Temel topraklama
UF
RE
Açma süresi t > 5 s ise AG cihazlarının izin verilen zorlanma gerilimi
U0+250 V
Açma süresi t ≤ 5 s ise U0+1200 V
Çizelge 14’ten yararlanılarak UE ≤ 1200 olarak bulunur (YG’nin yıldız
noktası düşük değerli bir direnç üzerinden topraklı bir sistem, AG’nin TT
sistemi olması kaydıyla).
165
Soru: AG’de TN sisteminin uygulanması halinde
U1
L1
L2
L3
IE
U2
PEN
Potansiyel dengeleme
Temel topraklama
UF
RE
166
Verilenler: Ik1 = 700 A, RE = 1,5 Ω, t = 0,5 s
s.14 Şekil 6’daki eğriden,
t = 0,5 s için UTp = 200 V
Topraklama gerilimi = Faz toprak akımı x topraklama direnci
UE = Ik1.RE = 700.1,5 = 1,05 kV
PEN tek noktada topraklı ise UE ≤ UTp
PEN birden fazla noktada topraklı ise UE ≤ 2.UTpolmalıdır.
167
a) 1050 V > 200 V olduğundan topraklamalar birleştirilemez.
700.R'E ≤ 200 olacak şekilde R’E direncini düşürmeliyiz.
R'E ≤ 200 / 700 ≤ 0,29 Ω
R’E=0,2 Ω olursa 700.0,2=140 V
b) U’E = 140 V < UTp = 200 V olduğundan trafo koruma ve
işletme topraklamaları birleştirilebilir.
(a)’daki durumda topraklamalar birleştirilmeyecekse 50
kV’un altındaki tesislerde olmalıdır.
168
Soru:
Bir trafo merkezi için faz-toprak kısa devresi 1000 A
olarak hesaplanmıştır. Arıza temizlenme süresi tF = 0,5 s
olarak verilmiştir. PEN çok noktada topraklanmıştır. RE
direnci ne olmalı ki YGKT ile AGĐT birleştirilebilsin?
169
RE.Ik1 = UE
PEN çok noktada topraklandığından UE ≤ 2.UTp olmalıdır.
RE.Ik1 ≤ 2UTp ⇒ RE ≤
2UTp
Ik1
Ik1=1000 A, UTp=200 V (0,5 s için)
2.200 400
RE ≤
≤
≤ 0,4
1000 1000
RE direnci 0,4 Ω’un altında gerçeklenirse YGKT ve AGĐT
birleştirilebilir.
170
AG SĐSTEMĐ TT ĐSE
YGKT-AGĐT BĐRLEŞTĐRME
ÖRNEKLERĐ
171
Soru:
I”k1 = 2 kA, r = 0,6 ise RE ne olmalıdır?
UE 1200
1200
RE =
=
=
=1
IE
r.I′k′ 1 0,6.2000
172
Soru:
Bir önceki örneği r = 1 alarak tekrar gözden geçiriniz.
1200
RE =
= 0,6
1.2000
Direnç şartı ağırlaşmıştır.
173
Türkiye örneği (En kötü koşullar göz önüne alınarak)
154 / 34,5 kV yıldız noktası
1) 60 Ω ile topraklanmışsa, I”k1 = 300 A r = 1
IE = 300 A
2) 20 Ω ile topraklanmışsa, I”k1 = 1000 Ar = 0,6
IE = 600 A
Yurdumuzda
AG
şebeke
olarak
genellikle
TT
kullanıldığından UE ≤ 1200 V olmalıdır.
Bu durumda
1) RE . IE ≤ 1200
RE ≤ 1200 / 300 ≤ 4 Ω
2) RE ≤ 1200 / 600 ≤ 2 Ω
174
Toprakların birleştirilmesi konusunda sağlamcı yaklaşım:
Şekil 6’daki UTp = f(t) eğrisi incelenirse UTpmin = 75 V olduğu
görülür. t > 5 s ise eğri doymuştur. Yukarıdaki hesaplamaları
yapmak zor geliyorsa ve toprak değerini tutturmak güç değilse
(ρ iyi mertebede veya global tesis söz konusu ise), ve RE ≤
UTpmin / IE koşulunu gerçekleyebilirsek, koruma ve işletme
topraklamaları
güvenle
bağlanabilir.
Fakat
bu
sağlamcı
yaklaşım güvenlik bakımından bizi rahatlatır ama topraklama
tesisi pahalı olur.
175
75 75
RE ≤
≤
IE r.I′k′ 1
75
≤ 0,25
Yıldız noktası 60 Ω, Ik=300 A RE ≤
1.300
75
≤ 0,125
Yıldız noktası 20 Ω, Ik=1000 A RE ≤
0,6.1000
olursa hiçbir tahkik yapılmaksızın topraklamalar
birleştirilebilir.
176
Topraklamaların ayrılması:
U2=U0
UB ≤ UTp
U1=U0+RE.IE
şartı her koşulda sağlanmalıdır.
177
20 metre sorunu:
Tekil topraklamalarda pek sorun yoktur. Madde
11.d’de belirtildiği gibi (s.28) topraklayıcının
geometrik şekli dikkate alınmalıdır (Ek-M’deki
örneklere bakınız).
d ≤ dkabul
alanlarda
olan YG tesislerinin dışındaki
AG
şebekelerinin
topraklama
bağlanmasına kesinlikle izin verilmez.
178
Örnek:
Gömülmüş ağ
A = 5 . 7 m2
dkabul =




A
1
− 1

π  sin πUk


2
U
E


dkabul = 20 m
A = 35 m2
Uk / UE = 0,09 (Gömülmüş ağ)
l=2 m, d=20 mm çubuk için dk=20 m
Uk
= 0,17
UE
4.35
= 6,7
π
179
TOPRAKLAMA, KORUMA VE
POTANSĐYEL DENGELEME
ĐLETKENLERĐNĐN SEÇĐMĐ VE
TESĐSĐ
180
Topraklama iletkenlerinin akım taşıma kapasitelerinin
hesaplanması:
I
t
A=
K ln θ f + β
θi + β
A: iletkenin kesiti (mm2)
tk: hata akım süresi (s)
I: iletken akımı (A)
Kθ: malzeme katsayısı (A.s1/2/mm2)
θi: başlangıç sıcaklığı (ºC)
θf: son sıcaklık (ºC)
181
Örnek:
Ik1 = 1000 A, t = 1 s için
1. Yöntem: Ek-B’deki çizelgeleri kullanarak
1000
1
A=
= 19
78 ln 150 + 202
20 + 202
2. Yöntem: Ek-B’deki eğrileri kullanarak s.54’teki
eğriden t = 1 s için (4 nolu galvanizli çelik) G = 75
A/mm2 bulunur.
182
Fakat Ek-A’da korozyon ve mekanik dayanım yönünden
galvaniz çelik için şerit hali göz önüne alınırsa Amin = 90
mm2 olduğu görülür. 30x3 galvaniz çelik şerit uygundur.
183
Madde 9.
•Tesisat
bölgesinde
toprağın
toprak
özgül
direnci
ölçülmelidir.
•Topraklayıcılar
•Topraklayıcının
•Topraklayıcı
•Topraklama,
tespit edilmelidir.
yayılma direnci RA hesaplanmalıdır.
tesis edilmelidir.
koruma, potansiyel dengeleme iletkenleri
varsa yıldırım karşı kurulan tesisin potansiyel dengeleme
iletkenleri ana topraklama baralarına bağlanmalıdır.
184
Potansiyel dengeleme iletkenlerinin kesiti
Kesit
Normal
Minimum
Sınır
Ana potansiyel
iletkeni
Ek potansiyel dengelemesi
0,5 x tesisin en
büyük koruma
iletkeni kesiti
Đki gövde
arasında
1 x en küçük
koruma
iletkeni
Đki gövde
arası ve
yabancı
geçirgen
kısım
0,5 x koruma
iletkeni kesiti
Mekanik
korumalı
2,5 mm2 Cu
Mekanik
korumasız
4 mm2 Cu
6 mm2 Cu
25 mm2 Cu
-
-
185
Ana iletken kesitlerine bağlı koruma
iletkeni kesitlerinin seçimi
L1, L2, L3
(mm2)
PE (mm2)
S ≤ 16
S
16 < S ≤ 35
16
S > 35
S/2
186
Potansiyel dengeleme
Her binada, aşağıdaki iletken bölümler potansiyel dengeleme
barasına bağlanmalıdır :
•
Ana koruma iletkeni,
•
Ana topraklama iletkeni ve ana topraklama bağlantı ucu,
Gaz, su gibi bina içindeki besleme sistemlerine ait metal
borular,
•
Yapısal metal bölümler, uygulanabiliyorsa merkezi ısıtma ve
iklimlendirme sistemleri.
•
187
L1 L2 L3
N
Kalorifer
boruları
Gaz boruları
Anten
Ana
pano
Su boruları
Banyo
ve duş
Ana
koruma
iletkeni
(PE)
Bağlantı filizi
Diğer
metal
borular,
yıldırım vs.
Ana potansiyel dengeleme barası
Temel topraklama 30 x 3,5 mm
TN sistemde ana potansiyel dengeleme şeması
188
ANA POTANSĐYEL DENGELEME ŞEMASI
L1 L2 L3 N PE
Kalorifer boruları
Gaz boruları
Anten
Banyo, duş
ANA PANO
Su boruları
Yıldırımlık ve
diğer metal
aksam
Đç tesisat
L1
L2
L3
N
PE
ŞEBEKE
Ana potansiyel dengeleme
barası
Temel topraklaması 30x3.5 mm.
TT sistemde bu köprü
olmayacaktır.
Ana pano detayı
189
Örnek:
TN-S sistemi uygulanan bir tesiste ana panodan tali
tablolara 4 x 150 NAYY ve 4 x 70 / 35 NYY kablolar
çekilmiştir. Ana potansiyel dengeleme iletkenini seçiniz.
APDĐ=?
4 x 150 NAYY kabloyu esas alacağız.
190
SONUÇ
191
Yeni yönetmelik ülkemize ne getiriyor?
1. AG ve YG’de uluslararası topraklama standartları
yönetmeliğe alınmıştır.
2. Đlk defa AG ve YG topraklamaları geniş bir şekilde
örneklerle yönetmeliğe girmiştir.
3. Temel topraklama geniş bir şekilde ele alınmıştır.
4.
Yeni
yönetmeliğe
göre
temel
topraklama
yeni
tesislerde kesinlikle uygulanacaktır.
5. Artık Akım Koruma Cihazı (RCD) tüm sistemlerde tesis
edilmesi tavsiye edilir.
192
6. RCD TT sistemde zorunludur.
7.
Tüm
sistemlerde
potansiyel
dengeleme
tesis
edilmelidir.
8. AG ve YG tesislerinin ayrılması veya birleştirilmesi
yönetmeliğe göre yapılacaktır.
9. AG’de dokunma gerilimi 50 V, YG’de 75 V alınacaktır.
10. YG’de adım gerilimi hesabına gerek yoktur.
11. Đletişim sistemleri potansiyel dengelemesi geniş bir
şekilde ele alınmıştır.
12. Levha topraklamanın tesisi önerilmez.
13. Topraklama dirençleri şebeke ve sistemlerin yapısına
göre boyutlandırılacaktır.
193
14. Tüm AG ve YG elektrik tesisleri işletmeye alınmadan
önce ve sonra detaylı bir şekilde ölçme ve
denetleme
yapılacaktır.
15. TN ve TT sistemde koruma düzenekleri için k
katsayıları
(eski
yönetmelik
Çizelge
8)
kesinlikle
kullanılmayacaktır.
16. k katsayısı yerine IEC 60 364’de belirtilen faktörler
alınacaktır.
17. Tüm sistemlerde çok düşük topraklama direnci
hedeflenmelidir.
18. PE ve PD iletkenlerinde kaçak akımlar kesinlikle
önlenmelidir.
194
19. PE ve N iletkenlerinin kesitlerine dikkat edilmelidir.
20. Tüm binada PEN kullanılmamalıdır.
21. N iletkeninin fazla yüklenmesi önlenmelidir.
22. Tüm iletkenler için RCM (kaçak akım izleme cihazı)
kullanılmalıdır.
195
TEŞEKKÜRLER
196