- Katılım
- 8 Mar 2007
- Mesajlar
- 3,573
- Puanları
- 106
Elektrik Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi’nin “Endüstriyel Etkinlikler Zirvesi” kapsamında düzenlediği 2. kurumsal ektiklik olan “Topraklamalarda Doğrular ve Yanlışlar” başlıklı organizasyonda konuşan İTÜEE Fakültesi Emekli Öğretim Görevlisi İsa Önder İlisu, topraklama konusunda Türkiye’de yapılan hatalara değindi. 19 Mart Cumartesi günü 15.30-17.30 saatleri arasında gerçekleştirilen organizasyonda katılımcıların sorularını da yanıtlayan İlisu, topraklamalarla ilgili yönetmeliklere uyulması gerektiğinin de altını çizdi.
Elektrik tesislerinde değişik topraklama elektrot şekilleri kullanılır. Bunların içerisinde çubuklar, şeritler ve levhalar da vardır. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği levha kullanımını tavsiye etmez. Buna rağmen topraklamalarda levhalara rastlanmaktadır. Bazı projelede çizim, şartname ve hesapların ayrı tip elektrotlara gore yapıldığını görüyoruz. Böyle bir proje olmaz. Yurdumuzda çubuk ve levha elektrot kullanılması yaygındır. Ama, dış literatüre bakıldığında ağ şeklindeki topraklayıcıların ön planda olduğu görülür.
“Yönetmelik Dokunma Gerilimine Önem Veriyor”
Ülkemizde yayılma direncine çok önem verilir. Yani bir elektrodun topraklama direncinin kaç ohm olacağı merak edilir ve bu soru eğitimlerde sıkça sorulur. Avrupa ülkeleri ve ABD’de böyle bir değer yoktur. Onun yerine dokunma gerilimi sınır değeri vardır. Bizim yönetmeliğimiz de Avrupa standartlarından tercüme edildiği için aynı şekilde dokunma gerilimine önem verir ve yönetmelikte hiçbir direnç değeri bulunmaz. Bina topraklama direncinin küçük olması istenir. Projeciler, bu direnci küçük hesap edebilmek için çeşitli hesaplar, kabuller yapmaktadır. Burada önemli hatalar vardır. Örneğin; bir projede gördüm. Projeyi hazırlayan kişi, 50 volt dokunma gerilimi sınır değerdir diyor. Bu doğrudur. Bina içerisinde en büyük Sigorta 25 amperliktir diyor. Yani 50 bölü 25, 2 ohm direnç olacaktır deniyor. Burada arkadaşımızın 2 tane hatası vardır. Bir kere 25 amperle devreyi keseceğini zannediyor. İkincisi böyle bir hesap yapılamaz. Çünkü, yine yönetmelik diyor ki bir hata halinde devre 5 saniyede kesilecek. 5 saniyede acaba 25 amperlik sigorta 25 amperi kesebilirmi. O sigortanın devreyi kesebilmesi için 115 amper geçmesi gerekiyor. 50 bölü 115, 0,2 gibi bir rakama denk geliyor. Böyle küçük bir direnç bulunması lazım. Böyle bir direnç basit bir temel topraklama ile bulunamaz.
“Çubuk Çakılmasında Mahsur Yoktur”
Birçok projede temel topraklama yapılıyor. Çünkü yönetmelik, bu işlemi zorunlu kılıyor. Bazen bu işlem yeterli görülmüyor ve çubuklar çakılıyor. Çubuk çakılmasında bir mahjsur yoktur. Ancak zorunlu değildir. Kişinin binanın topraklama direncini küçültmek için çeşitli elektrotlar kullandığını var sayalım. Temel topraklamada için de halka elektrot kullanıldığını düşünelim. Bununla da yetinilmeyip binanın dışına bir elektrot daha dönüldüğünü farz edelim. Bu sistem, karışık bir sistemdir. Böyle bir sistemin direncini bunların ayrı ayrı dirençlerini bulup sonra paralel bağlayarak bulamazsınız. Çünkü, herbir elktrot bir başkasının etki alanındadır. Başka tabirle, birbirlerinin potansiyel çadırı içinde bulunmaktadır. Bu şartlarda bunların dirençlerini paralel bağlayarak bulmak mümkün değildir. Eğer, çubuk şeklinde elektrot kullanıyorsanız bunlar, boylarının 2 katından daha uzak mesafede olmak zorundadır. Bu, sağlanabilir. Ama, halka elektrodun yanı sıra çubuklar da var ise bu çubuklar, halkadan halkanın bulundukları kenarının uzunluğunun 5 katı uzaklıkta olmalıdır. Bunu şehrin içerisinde yapmak pek mümkün değildir. Böyle bir işlemi kırsal alanda da yapmak pek olası değildir.
TN ve TT Sistemlerde Topraklama
Dokunma gerilimine karşı korumada, kullanılan topraklama sistemine göre değişik değerler alınır. Sistem olarak TN veya TT yapılabilir. Eğer bir enerji dağıtım şirketinden alçak gerilim ile enerji alınıyorsa bu TT bağlanmak zorundadır. Eğer, binanın içinde kendisine özel bir transformatör varsa o binada TN sistem uygulanabilir. TT sistemde bina içerisindeki cihazların koruma hattı nötre değil binanın kendi topraklamasına bağlanmalıdır. Böyle bir durumda cihazın birtanesinde bir hata meydana gelmesi durumunda akım, binanın kendi topraklaması ve işletme topraklaması olmak üzere 2 tane topraklamadan geçer. 2 topraklamadan geçen akımın değeri küçülür. 1) binanın kendi topraklamasından 2) İşletme topraklamasından. Böyle 2 topraklamadan akım geçirdiğimiz zaman, akımın değerinin küçüldüğünü görüyoruz. Bütün yönetmelikler, TT sistem uygulanan yerlerde artık akım anahtarı kullanmayı zorunlu kılmıştır. Enerji dağıtan şirketlerden kuruluşlardan enerji alan bütün AG tüketicileri TT bağlanmak zorunda; TT bağlandığı için de artık akım anahtarı kullanmak zorundadır. Büyük enerji çeken yerlerde örneğin 400 amper 500 amper akım çeken yerlerde artık akımanahtarı kullanamazsınız. Bunun yerine toroid denen nesneler kullanılır. Toroidlerin açma değeri ayarlanabilir.
Topraklama Hesaplama Yöntemleri
Elektrotların toprak yayılma direnci; şekle, toprağın özgül direncine bağlıdır. Toprak tabakasının yapısı da özgül direncin farklı olmasına neden olabilir. Karmaşık yapıda, yayılma dirençlerinin hesaplanması için araştırmacılar çeşitli formüller vermişlerdir. Bilgisayar sistemlerinin gelişmesi sonucunda sonlu elemanlar yöntemi denen bir yöntem ortaya çıkmıştır. Bu yöntemi kullanan bilgisayar programlarıyla da topraklama hesapları yapılagelmiştir. Aynı elektrot sistemine analitik ve bilgisayar yöntemi uygulanarak çıkan sonuçlar karşılaştırıldığında bunların aralarında yüzde 10 kadar bir fark olduğu görülmektedir. Bütün hesaplarda biraz yaklaşıklık varıdr. O yüzden, küçük çaplı işlerde bilgisayar programı kullanılması tavsiye edilemez. Çünkü, bilgisayar programları pahalı nesnelerdir. Böyle durumlar için analitik yöntemler uygulanmalıdır. Ancak, bir indirici merkez hesaplandığında geniş bir saha olduğu için orada bilgisayar programlarının kullanılması yararlı olacaktır. Söz konusu bilgisayar programları, kullanıcıya maliyeti de işin içerisine katarak optimum çözümü vermektedir. Analitğin iki tane önde gelen yöntemi vardır. Bunlardan birisi Sverak Yöntemi, diğeri ise Schwarz Yöntemi’dir. Sverak Yöntemi, basit bir yöntemdir; basit bir formüldür. Schwarz Yöntemi’nde ise bir takım katsayıların seçilmesi, başka hesapların yapılması gerekmektedir. Sverak Yöntemi, Schwarz Yöntemi’ne yakın değerler vermektedir. Kaldı ki, IEEE’nin çıkarttığı tam tercümesi Transformatör Merkezlerinin Topraklamalarında Güvenlik İçin IEEE Rehberi olan Standart 80 adlı bir yayın vardır. Sverak Yöntemi’ni bu rehber uygulamaktadır. Sverak Yöntemi’nin babaları, Laurent ve Nieman’dır. Bunlar bir formül ortaya koymuştur. Sverak ise bunun üzerine düzeltmeler yapmıştır. Bu formül oldukça basittir. Burada toprağın özgül direncinin bilinmesi gerekmektedir. Sistem içerisinde gömülü bütün iletkenlerin boyu, topraklama sisteminin kapladığı alan ve sistemin gömülme derinliği de bilinerek formülde yerine konur.. Bizde çubukların boyu 2 metre. Amerikalıların Standart 80’de yaptığı bir ev örneğinde çubuk boyu 7.5 metre diğerinde ise 10 metredir. Buradan anlıyoruz ki çubukların bu işe etkisi yok. Peki bu çubukların transformatör istasyonlarında neden çakıldığını sorabilirsiniz. Orada çubuklar, dokunma gerilimini daha doğrusu alan düzeltmesi yapılmak için çakılıyor. Direnç küçültmek için çakılmıyor.
Topraklamada Yapılan Diğer Hatalar
Topraklamalarda başka yanlış görüşler de sürüp gitmektedir. Bunların başında da özellikle bilgisayarlar için ayrı toprak istenmesi geliyor. UPS’ciler de ayrı toprak istiyor. Asansörcüler de ayrı toprak istiyor. Bunların hepsi de yanlıştır. Çünkü, bir binada birtane topraklama sistemi olur. Topraklanması gereken herşey oraya bağlanır. Ayrıca binadaki diğer metal şeyler de oraya bağlanabilir. Eğer binada ayrı toprak elektrotları varsa bitanesinde bir hata meydana geldiğinde onun potansiyel çadırının etkisinde diğeri kalır ve binanın iki yerinde farklı potansiyel olur. O yüzden herşey aynı yere bağlanır. Yıldırımlık da bağlanabilir. Yıldırım düşarse bina ile beraner mesela 500 kV’ya çıkılır. Ama, her yer 500 olur. Atlama söz konusu deyil. Bunu yaptığımız zaman birşey daha yapmak zorundayız. Özellikle günümüz şartlarında binaya gelen bütün alçak gerilim hatlarına, telefon hatlarına parafudr konmalıdır. Binada yıldırımlık olsada olmasada parafudr kullanılmalıdır. Çünkü, civara düşen yıldırımların oluşturduğu dalgalar, bu hatlardan binaya gelmektedir. Bir de bilgisayarcılar topraklı prizden ölçü almakta ve topraklamanın kötü olduğunu söylemekteler. Topraklama kötü değildir. Orada ölçülen değer, nötr üzerindeki gerilim düşümüdür. Bu gerilim düşümünü değiştirmek pek mümkün değildir. Bunun için ölçüp çubuk çakılıyor. Hatta daha kötü birşey yapıyorlar. Düşürmek için nötr topraklanıyor. Binanın içinde nötr topraklandığında 2 hata yapılıyor. 1.’si güvenlik topraklaması-koruma toraklaması ile şebekenin işletme topraklamasını birbirine yanaştırılıyor. Şebekenin nötr akımını şebekeden geçiriliyor. Çözüm ise eğer bu durum bilgisayarları çok rahatsız ediyorsa araya izole transformatör konulmasıdır.
Alıntıdır: BLEM Yaynclk, Fuarclk ve Tantm Hizmetleri
Elektrik tesislerinde değişik topraklama elektrot şekilleri kullanılır. Bunların içerisinde çubuklar, şeritler ve levhalar da vardır. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği levha kullanımını tavsiye etmez. Buna rağmen topraklamalarda levhalara rastlanmaktadır. Bazı projelede çizim, şartname ve hesapların ayrı tip elektrotlara gore yapıldığını görüyoruz. Böyle bir proje olmaz. Yurdumuzda çubuk ve levha elektrot kullanılması yaygındır. Ama, dış literatüre bakıldığında ağ şeklindeki topraklayıcıların ön planda olduğu görülür.
“Yönetmelik Dokunma Gerilimine Önem Veriyor”
Ülkemizde yayılma direncine çok önem verilir. Yani bir elektrodun topraklama direncinin kaç ohm olacağı merak edilir ve bu soru eğitimlerde sıkça sorulur. Avrupa ülkeleri ve ABD’de böyle bir değer yoktur. Onun yerine dokunma gerilimi sınır değeri vardır. Bizim yönetmeliğimiz de Avrupa standartlarından tercüme edildiği için aynı şekilde dokunma gerilimine önem verir ve yönetmelikte hiçbir direnç değeri bulunmaz. Bina topraklama direncinin küçük olması istenir. Projeciler, bu direnci küçük hesap edebilmek için çeşitli hesaplar, kabuller yapmaktadır. Burada önemli hatalar vardır. Örneğin; bir projede gördüm. Projeyi hazırlayan kişi, 50 volt dokunma gerilimi sınır değerdir diyor. Bu doğrudur. Bina içerisinde en büyük Sigorta 25 amperliktir diyor. Yani 50 bölü 25, 2 ohm direnç olacaktır deniyor. Burada arkadaşımızın 2 tane hatası vardır. Bir kere 25 amperle devreyi keseceğini zannediyor. İkincisi böyle bir hesap yapılamaz. Çünkü, yine yönetmelik diyor ki bir hata halinde devre 5 saniyede kesilecek. 5 saniyede acaba 25 amperlik sigorta 25 amperi kesebilirmi. O sigortanın devreyi kesebilmesi için 115 amper geçmesi gerekiyor. 50 bölü 115, 0,2 gibi bir rakama denk geliyor. Böyle küçük bir direnç bulunması lazım. Böyle bir direnç basit bir temel topraklama ile bulunamaz.
“Çubuk Çakılmasında Mahsur Yoktur”
Birçok projede temel topraklama yapılıyor. Çünkü yönetmelik, bu işlemi zorunlu kılıyor. Bazen bu işlem yeterli görülmüyor ve çubuklar çakılıyor. Çubuk çakılmasında bir mahjsur yoktur. Ancak zorunlu değildir. Kişinin binanın topraklama direncini küçültmek için çeşitli elektrotlar kullandığını var sayalım. Temel topraklamada için de halka elektrot kullanıldığını düşünelim. Bununla da yetinilmeyip binanın dışına bir elektrot daha dönüldüğünü farz edelim. Bu sistem, karışık bir sistemdir. Böyle bir sistemin direncini bunların ayrı ayrı dirençlerini bulup sonra paralel bağlayarak bulamazsınız. Çünkü, herbir elktrot bir başkasının etki alanındadır. Başka tabirle, birbirlerinin potansiyel çadırı içinde bulunmaktadır. Bu şartlarda bunların dirençlerini paralel bağlayarak bulmak mümkün değildir. Eğer, çubuk şeklinde elektrot kullanıyorsanız bunlar, boylarının 2 katından daha uzak mesafede olmak zorundadır. Bu, sağlanabilir. Ama, halka elektrodun yanı sıra çubuklar da var ise bu çubuklar, halkadan halkanın bulundukları kenarının uzunluğunun 5 katı uzaklıkta olmalıdır. Bunu şehrin içerisinde yapmak pek mümkün değildir. Böyle bir işlemi kırsal alanda da yapmak pek olası değildir.
TN ve TT Sistemlerde Topraklama
Dokunma gerilimine karşı korumada, kullanılan topraklama sistemine göre değişik değerler alınır. Sistem olarak TN veya TT yapılabilir. Eğer bir enerji dağıtım şirketinden alçak gerilim ile enerji alınıyorsa bu TT bağlanmak zorundadır. Eğer, binanın içinde kendisine özel bir transformatör varsa o binada TN sistem uygulanabilir. TT sistemde bina içerisindeki cihazların koruma hattı nötre değil binanın kendi topraklamasına bağlanmalıdır. Böyle bir durumda cihazın birtanesinde bir hata meydana gelmesi durumunda akım, binanın kendi topraklaması ve işletme topraklaması olmak üzere 2 tane topraklamadan geçer. 2 topraklamadan geçen akımın değeri küçülür. 1) binanın kendi topraklamasından 2) İşletme topraklamasından. Böyle 2 topraklamadan akım geçirdiğimiz zaman, akımın değerinin küçüldüğünü görüyoruz. Bütün yönetmelikler, TT sistem uygulanan yerlerde artık akım anahtarı kullanmayı zorunlu kılmıştır. Enerji dağıtan şirketlerden kuruluşlardan enerji alan bütün AG tüketicileri TT bağlanmak zorunda; TT bağlandığı için de artık akım anahtarı kullanmak zorundadır. Büyük enerji çeken yerlerde örneğin 400 amper 500 amper akım çeken yerlerde artık akımanahtarı kullanamazsınız. Bunun yerine toroid denen nesneler kullanılır. Toroidlerin açma değeri ayarlanabilir.
Topraklama Hesaplama Yöntemleri
Elektrotların toprak yayılma direnci; şekle, toprağın özgül direncine bağlıdır. Toprak tabakasının yapısı da özgül direncin farklı olmasına neden olabilir. Karmaşık yapıda, yayılma dirençlerinin hesaplanması için araştırmacılar çeşitli formüller vermişlerdir. Bilgisayar sistemlerinin gelişmesi sonucunda sonlu elemanlar yöntemi denen bir yöntem ortaya çıkmıştır. Bu yöntemi kullanan bilgisayar programlarıyla da topraklama hesapları yapılagelmiştir. Aynı elektrot sistemine analitik ve bilgisayar yöntemi uygulanarak çıkan sonuçlar karşılaştırıldığında bunların aralarında yüzde 10 kadar bir fark olduğu görülmektedir. Bütün hesaplarda biraz yaklaşıklık varıdr. O yüzden, küçük çaplı işlerde bilgisayar programı kullanılması tavsiye edilemez. Çünkü, bilgisayar programları pahalı nesnelerdir. Böyle durumlar için analitik yöntemler uygulanmalıdır. Ancak, bir indirici merkez hesaplandığında geniş bir saha olduğu için orada bilgisayar programlarının kullanılması yararlı olacaktır. Söz konusu bilgisayar programları, kullanıcıya maliyeti de işin içerisine katarak optimum çözümü vermektedir. Analitğin iki tane önde gelen yöntemi vardır. Bunlardan birisi Sverak Yöntemi, diğeri ise Schwarz Yöntemi’dir. Sverak Yöntemi, basit bir yöntemdir; basit bir formüldür. Schwarz Yöntemi’nde ise bir takım katsayıların seçilmesi, başka hesapların yapılması gerekmektedir. Sverak Yöntemi, Schwarz Yöntemi’ne yakın değerler vermektedir. Kaldı ki, IEEE’nin çıkarttığı tam tercümesi Transformatör Merkezlerinin Topraklamalarında Güvenlik İçin IEEE Rehberi olan Standart 80 adlı bir yayın vardır. Sverak Yöntemi’ni bu rehber uygulamaktadır. Sverak Yöntemi’nin babaları, Laurent ve Nieman’dır. Bunlar bir formül ortaya koymuştur. Sverak ise bunun üzerine düzeltmeler yapmıştır. Bu formül oldukça basittir. Burada toprağın özgül direncinin bilinmesi gerekmektedir. Sistem içerisinde gömülü bütün iletkenlerin boyu, topraklama sisteminin kapladığı alan ve sistemin gömülme derinliği de bilinerek formülde yerine konur.. Bizde çubukların boyu 2 metre. Amerikalıların Standart 80’de yaptığı bir ev örneğinde çubuk boyu 7.5 metre diğerinde ise 10 metredir. Buradan anlıyoruz ki çubukların bu işe etkisi yok. Peki bu çubukların transformatör istasyonlarında neden çakıldığını sorabilirsiniz. Orada çubuklar, dokunma gerilimini daha doğrusu alan düzeltmesi yapılmak için çakılıyor. Direnç küçültmek için çakılmıyor.
Topraklamada Yapılan Diğer Hatalar
Topraklamalarda başka yanlış görüşler de sürüp gitmektedir. Bunların başında da özellikle bilgisayarlar için ayrı toprak istenmesi geliyor. UPS’ciler de ayrı toprak istiyor. Asansörcüler de ayrı toprak istiyor. Bunların hepsi de yanlıştır. Çünkü, bir binada birtane topraklama sistemi olur. Topraklanması gereken herşey oraya bağlanır. Ayrıca binadaki diğer metal şeyler de oraya bağlanabilir. Eğer binada ayrı toprak elektrotları varsa bitanesinde bir hata meydana geldiğinde onun potansiyel çadırının etkisinde diğeri kalır ve binanın iki yerinde farklı potansiyel olur. O yüzden herşey aynı yere bağlanır. Yıldırımlık da bağlanabilir. Yıldırım düşarse bina ile beraner mesela 500 kV’ya çıkılır. Ama, her yer 500 olur. Atlama söz konusu deyil. Bunu yaptığımız zaman birşey daha yapmak zorundayız. Özellikle günümüz şartlarında binaya gelen bütün alçak gerilim hatlarına, telefon hatlarına parafudr konmalıdır. Binada yıldırımlık olsada olmasada parafudr kullanılmalıdır. Çünkü, civara düşen yıldırımların oluşturduğu dalgalar, bu hatlardan binaya gelmektedir. Bir de bilgisayarcılar topraklı prizden ölçü almakta ve topraklamanın kötü olduğunu söylemekteler. Topraklama kötü değildir. Orada ölçülen değer, nötr üzerindeki gerilim düşümüdür. Bu gerilim düşümünü değiştirmek pek mümkün değildir. Bunun için ölçüp çubuk çakılıyor. Hatta daha kötü birşey yapıyorlar. Düşürmek için nötr topraklanıyor. Binanın içinde nötr topraklandığında 2 hata yapılıyor. 1.’si güvenlik topraklaması-koruma toraklaması ile şebekenin işletme topraklamasını birbirine yanaştırılıyor. Şebekenin nötr akımını şebekeden geçiriliyor. Çözüm ise eğer bu durum bilgisayarları çok rahatsız ediyorsa araya izole transformatör konulmasıdır.
Alıntıdır: BLEM Yaynclk, Fuarclk ve Tantm Hizmetleri
