.lisu 1

ELEKTRK TESSLERNDE DOLAYLI DOKUNMAYA KARI

TOPRAKLAMA

Hazrlayan : Y.Mh. sa LSU .T.. Elektrik-Elektronik Fakltesi Emekli gr. Grevlisi

ELEKTRK MHENDSLER ODASI MESLEK SREKL ETM MERKEZ

.lisu 2

Giri Elektrik tesisleri hayatmza geni lde girmitir. Bugn artk elektrik enerjisinden yararlanmadan yaamann kolay olmadn syleyebiliriz. Elektrik enerjisi saylamayacak kadar ok yerde iimizi, normal artlarda kolaylatrrken, yaltm bozukluklar insanlar ve dier canllar iin tehlike dourabilir. Bu tehlike Elektrik arpmas olarak adlandrlr. Yaltm bozukluklar yangnlara da yol aabilir. nsanlarn ve dier canllarn elektrik arpmas olay etkisinde kalmalar iin vcutlarnn iki ayr noktasnn farkl elektriksel potansiyellerde olmas ve bu sebeple zerlerinden akm gemesi gerekir. Bir kiinin gerilim altndaki tesis blmlerine dokunmas dorudan veya dolayl yollardan olabilir. Bu almada dolayl yoldan dokunma sonular ve koruma yntemleri ele alnacaktr. Dorudan dokunmaya kar alnan nlemler yapsal ve mekanik nlemler ile yaltma olarak zetlenebilir.

.lisu 3

Elektrik arpmas sonular

Elektrik arpmas ile meydana gelen kazalar, etki bakmndan gruptatoplanabilir.1. Elektrik akmnn sinirler, adaleler ve kalp almas zerindeki

etkileri.2. Elektrik akmndan doan snmann ve arklarn yapt zararlar,

yanmalar.3. Korku sebebi ile dme, arpma gibi mekanik zararlar.

nsanlar ve hayvanlar zerinde elektrik arpmas olay ayn ekildeoluur.

.lisu 4

Elektrik akmnn vcuttaki etkileri Vcudun iki noktas arasnda farkl elektrik potansiyeli varsa, bu potansiyel farkna (gerilime) ve vcudun direncine bal olarak canl zerinden bir akm geer. Akmn byklne ve uygulama sresine gre eitli fizyolojik etkiler doar. Vcut direnci bir taraftan uygulanan gerilimin deerine, frekansna bal iken dier taraftan kiinin zelliklerine ve gerilimin uygulanma noktalarna baldr. Vcutdan geen akm kaslarda kaslmalara yol aar. Kalp adelesinin alma ritmini bozar. Bu olaya ventrikler fibrilasyon denir. Kalbin bozuk ritmi beynin kanla beslenmesini nledii iin beyin lm meydana gelir. Yaplan deneyler sonucunda akmn bykl ve uygulanma sresine bal olarak elde edilen fizyolojik sonular gsteren ve uluslararas standartlarn kabul ettii grafik ekte verilmitir.

5

Ventrikler fibrilasyon

EKG

Kan basnc

6

AC-1 : Genellikle tepki yoktur.

AC-2 : Zararl bir fizyolojik etki yoktur. AC-3 : Kalp atlarnda aksaklklar grlr. C1-C2 Vent. Fibr. olasl %5 AC-4 : Tehlikeli fizyolojik etkiler, ar yanklar. C2-C3 %50

2 0

1 0 02 0 0

5 0 0

2 0 0 05 0 0 0

1 0 0 0 0

5 02 0

1 0

1 0 0 0

t

m s

10 , 1 0 , 2 0 , 5 2 5 1 0

A C - 1 A C - 2

1 0 0 0 05 0 05 0 1 0 0 2 0 0

I V m A

1 0 0 02 0 0 0

A C - 3 A C - 4

Alternatif akm etkilerinin akm/zaman blgeleri

C1

C3

C2

Vcut akm IB

.lisu 7

nsan i direnci dokunma gerilimine olduu kadar, kiiden kiiye; dokunma noktalarnn yeri ve durumuna gre deiiklikler gsterdii iin akm byklkleri ile hesap yapmak olanakszdr. Bu sebeple dokunma gerilimi ve etki sresi byklklerine bal olarak tehlike snrlar tarif edilmitir.

Dokunma gerilimi ve vcut akm ile ilgili dier bilgiler Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Ynetmelii Ek-C de bulunmaktadr.

Alak gerilim iin izin verilen dokunma gerilimi UL = 50 Vu amayacaktr. antiyeler, tarm alanlar v.b. yerlerde bu deer 25 V olarak snrlanmtr. 230/400 V alak gerilim ebekelerinde hatal devre genel olarak:

5 s ve TN sistemde el aletleri ve portatif cihazlar iin 0,4 s

iinde kesilmelidir. Yksek gerilim tesislerinde dokunma gerilimi snrlar ise aadaki eri ile verilmitir.

.lisu 8

3

4

5 6 7 8 9

100

3

2 UTp

4 3 5 6 7

4

5 6 7 8 9

1000

V

8 9 0,1 2 8 7 6 5 4 3 9

s

3 9 1 2 8 7 6 5 4 10

Akm sresi t Bu eri sadece Y.G. ebekeleri iin kullanlacaktr.

Snrl akm sreleri iin izin verilen en yksek dokunma gerilimleri

.lisu 9

Alak gerilim tesislerinde dolayl dokunmaya kar koruma yntemleri:

- Beslemenin otomatik olarak ayrlmas ile koruma,

- Koruma snf II olan donanm veya edeeri yaltm ile koruma,

- letken olmayan mahallerde koruma,

- Topraklamasz tamamlayc yerel epotansiyel kuaklama ile koruma,

- Elektriksel ayrma ile koruma,

- Kk gerilim,

olarak adlandrlan yntemler ihtiyaca uygun olarak deiik yerlerde uygulanr.

Yksek gerilim tesislerinde dolayl dokunmaya kar koruma yntemleri:

Yksek gerilim tesislerinde dolayl dokunmaya kar tek koruma yntemi topraklamadr.

.lisu 10

Topraklama

Tanm: Elektrikli iletme aralarnn (generatr, transformatr, motor, kesici, ayrc, direk, aydnlatma armatr, buz dolab, amar makinas v.b.) aktif olmayan (normal iletmede gerilim altnda olmayan) metal ksmlarnn bir iletken zerinden toprakla birletirilmesidir. Toprakla balant eitli ekillerdeki topraklayclarla (toprak elektrotlar) yaplr.

.lisu 11

Topraklamann amaca gre snflandrlmas Topraklama balca amala yaplmaktadr.

1. Koruma topraklamas nsanlar tehlikeli dokunma gerilimlerine kar korumak iin iletme

aralarnn aktif olmayan metal ksmlarnn topraklanmas. (Normal artlarda gerilim altnda olmayan ksmlar)

2. letme topraklamas letme akm devresinin, tesisin normal iletilmesi iin topraklanmas.

(Aktif ksmlarn topraklanmas. Normal artlarda gerilim altnda olabilen ksmlar)

3. Fonksiyon topraklamas Bir iletiim tesisinin veya bir iletme elemannn istenen fonksiyonu yerine getirmesi iin yaplan topraklama. Yldrm etkilerine kar koruma, rayl sistem topraklamas, letiim tesisleri iletme topraklamas.

.lisu 12

Koruma topraklamasnn etki ekli: A- Topraklanacak cihaz veya blm ile referans toprak (topraklanan

nesnenin elektrodundan olduka uzak, en az 20 m, bir toprak paras) arasndaki direncin (topraklama direnci, elektrot yaylma direnci) olabildiince kk olmasn salamak,

B- Bu suretle doacak hata akmlarn yeteri kadar byltmek ve bu srada dokunma gerilimini tehlike snrlar iinde tutmak,

Bu maksatla yaplan topraklamaya KORUMA TOPRAKLAMASI denmektedir.

.lisu 13

letme topraklamasnn etki ekli: ebekelerde arzasz normal iletme durumunda ntr noktasnn topraa kar gerilimi, dengeli yk hali iin, sfr kabul edilir. Bir fazda faz-toprak ksa devresi meydana gelmesi halinde ntr noktas topraklanmam ise, ntr noktas gerilimi faz-ntr gerilimine, arzasz fazlarn gerilimi de topraa kar faz aras gerilime ular. Yaltm bakmndan istenmeyen bu durumu nlemek iin ntr noktasnn topraklanmas yoluna gidilir. Dier taraftan topraklama ile ebeke iin sabit potansiyelli bir nokta elde edilir. ebekede oluan geici ar gerilimler zerinde de topraklamann etkisi vardr. letme esnasnda gerilim altnda olabilen noktalarn topraklanmasna LETME TOPRAKLAMASI ad verilir.

.lisu 14

Fonksiyon topraklamas:Dn hatt olarak topra kullanan iletiim tesislerinin alabilmesi iinyaplan iletme topraklamasna FONKSYON TOPRAKLAMASIdenmektedir.Rayl sistem topraklamas, parafudrlarn topraklamas da bu snf iindednlmektedir.

.lisu 15

Topraklamalarn amalarna rnekler

Koruma topraklamas

letme topraklamas

Fonksiyon topraklamas

Koruma topraklamas

L1

L2

L3

PEN

RB RA RA

Parafudr

.lisu 16

1. Koruma topraklamas 2. Potansiyel dengeleme

baras 3. Topraklama iletkeni

4. Koruma iletkeni

5. A.G.kablolar 6. Ntr (N) veya PEN 7. letme topraklamas (Topraklamalarn birlemesi

artlarnn geerli olmas halinde)

8. Potansiyel dzenleyici topraklayclar

9. Temel topraklama

10. Derin topraklayc

YG

2

8

3 9

4

7

4, 1

Topraklamada kullanlan nemli tanmlar

8 10

4, 1

A.G.

5,6

.lisu 17

Topraklaycdan akm gemesiBir topraklaycdan (topraklama elektrodundan) topraa akm akt zaman,topraklaycdan itibaren evreye doru akm yaylmas meydana gelir. Buyaylma topraklayc evresindeki potansiyelin ykselmesine yol aar. Toprakiinde epotansiyel noktalar birletiren erilerin bir potansiyel adr veyakonisi meydana getirdii dnlr. Topraklayc evresindeki potansiyeldeiimi, referans toprak ile topraklaycya doru deiik noktalar arasndakigerilim llerek bulunur.Aadaki slaydlar da bir ubuk elektrot evresindeki, gerek deerlere greizilmi, potansiyel dalm da gsterilmitir. Elektrota yakn noktalardapotansiyel, hzla deimektedir.Bir topraklama elektrodunun ykselen potansiyeli, bu elektrodun etkialannda bulunan ikinci bir elektroda bal metal ksmlara tanarak, buksmlarda referans topraa kar gerilim ykselebilir. Bu olaya Potansiyelsrklenmesi ad verilmektedir.Adm gerilimleri, ekillerden de grld gibi, elektrot evresinde yksekolacaktr. Potansiyel deiiminin yumuatlmas maksad ile elektrotevresine potansiyel dzenleme elektrotlar yerletirilir.

.lisu 18

UST UE

UST

USS

POTANSYEL DAILIMI DZENLENM

POTANSYEL DAILIMI DZENLENMEM

DOKUNMA GERLM

TOPRAKLAMA GERLM

ADIM GERLM

1 m.

Potansiyel dalm

.lisu 19

IE V

Ref.topraa gre Elektrot gerilimi

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 5 10 15 20 25

L = 2 m. D= 2.5 cm. E = 10 W.m IE = 96 A. r =Elektrotdan uzaklk

ubuk topraklayc evresinde potansiyel dalm

=U-((IE.E/2.L).Ln(4.L.r/D(L+(r2+L2)1/2) m

V

.lisu 20

Potansiyel dzenleme elektrotlar

1. halka

2. halka

~ 0,5 m ~1 m

Toprak yzeyi

.lisu 21

Potansiyel dzenleyici (PD) tesis edilmi

Potansiyel dzenleyici tesis edilmemi

Potansiyel dzenleme

Eit derinliklere tesis edilmi potansiyel dzenleyici elektrotlar. Potansiyel dalmnda dik blmler oluabilir.

UE US UT

.lisu 22

Farkl derinliklere tesis edilmi potansiyel dzenleyici elektrotlar

US2

Potansiyel dzenleyici topraklayclarn yerleimi

UT US1

Dzenleyici elektrotlarn ap ve derinliklerine gre adm geriliminde deiiklikler meydana gelir. US2 > US1

.lisu 23

UTST UTSTE

Potansiyel srklenmesi

IE

.lisu 24

Yksek gerilim ebekeleri: Yksek gerilim ebekelerinin ntr noktasnn topraklama durumu ekilde

olabilir. Ntr: 1. Yaltlm 2. Empedans zerinden topraklanm 3. Direkt topraklanm

Ntr noktasnn topraklanma durumu, Faz-Toprak ksa devrelerinde geecek akma etki ettiinden, ksa devre akmnn kltlmesi iin, ntr noktasnn empedans zerinden topraklanmas tercih edilmektedir.

Orta gerilim ebekeleri toprak ksa devresi akmlar 1000 Ai amayacak ekilde snrlandrlmaktadr. Yurdumuzda 34,5 kVluk orta gerilim ebekelerinin 20 ohmluk bir ohmik diren ile toprakland bilinmektedir.

Dier taraftan hata akmnn rleler tarafndan doru bir ekilde deerlendirilebilmesi ve toprak ksa devresi halinde salam fazlarda ortaya kan ar gerilimleri snrlayabilmek iin yksek gerilimli iletim ebekelerinde hata akmnn, byk lde snrlandrlmamas yoluna gidilmektedir.

ebekelerde topraklama ekilleri

.lisu 25

YILDIZ NOKTASI YALITILMI EBEKE

Ic1 Ic2

L1 L2 L3

ICE

UL1

UL2 UL3

ICE

Un: Faz aras gerilim olmak zere c : Gerilim faktr

ICE = 3.CE.cUn/ 3

CE CE

IC2

IC1

Ntr yaltlrsa toprak hatasnda salam fazlarn toprakla aralarndaki

gerilim ykselir.

.lisu 26

YILDIZ NOKTASI BOBN ZERNDEN TOPRAKLANMI EBEKE

IL

Ic1 Ic2

L1

L2

L3

ICE

UL3

UL1

UL2

ICE IL IRes

L

ICE = 3.CE.cUn / 3 IL= c.Un / 3..L

ICE = IL 3CE = 1/ L

27

Topraklama direnci

Topraklama direnci, bir topraklama tesisi ile bundan yeteri kadar uzakta bulunan referans toprak arasnda llen diren deeridir. Bu deer topraklama barasndan balayarak, topraklama iletkeni ve barasnn direnleri, topraklama elektrotlarnn yzeyi ile toprak arasndaki gei direnci, topraklaycdaki yaylma direnci ve referans toprak noktasndan sonraki toprak blmnn direncinden oluur.

Ana epotansiyel bara Repb Rti

Rg Ry Rtg

Bir topraklama tesisinin direnci, seri bal 5 direnten oluur. Ry yannda dierleri

ok kk kalr.

.lisu 28

Topraklama iletkenleri ve topraklama barasnn direnleri, yaylma direnciyannda ok kktr. Elektrot yzeyindeki gei direnci de iyi yaplm birtesisde ihmal edilebilir. Referans topraktan sonraki blmn direnci ise toprakzgl direncinin ok byk olmasna karn akmn toprak iinde getiiyzeyin bykl dikkate alnarak, hesaplara girmez. Sonu olaraktopraklama direncinin, topraklaycnn yaylma direncinden olutuu kabuledilir.

Topran zgl direnci toprak cinsine, rutubet durumuna ve scaklnabaldr. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Ynetmelii Ek-K de eitlitoprak cinsleri iin toprak zgl diren deerleri bildirilmi ve baztopraklayclarn yaylma direnleri de grafik olarak verilmitir.

.lisu 29

Toprak zgl direncleri

Toprak cinsi Toprak zgl direnci E (W.m)

Bataklk 5-40 amur,kil,humus 20-200 Kum 200-2500 akl 2000-3000 Hava etkisi ile dalm ta ounlukla 50000 Buzulta >30000

imento (saf) 50 1ximento+3xKum 50-300 (Rutubetli)

Deiik derinliklerdeki tabakalarn farkl zgl direnleri, llen toprak zgl direncini etkiler.

.lisu 30

Topraklayclarn yaylma direnlerinin hesabYaylma direnci topraklaycnn ekline, boyutlarna ve topran zgl direncinebaldr. Baz elektrot ekilleri iin yaylma direnleri aadaki hesap yntemi ilebelirlenir.

E Topran zgl direnci (W.m) l ubuk boyu (m) d ubuk ap (m)olmak zereubuk topraklayc (Derin topraklayc) iin yaylma direnci RE=(E/2.l)ln(4l/d)l erit veya halka topraklayc uzunluu (m)D=l/ halka topraklaycnn ap (m)d letken kalnl veya erit kalnlnn yars (m)olmak zereerit topraklayc yaylma direnci RE=(E/l)ln(2l/d)Halka topraklayc yaylma direnci RE=(E/D)ln(D/d)D Gzl topraklaycnn alanna edeer alanl daire ap (m) olmak zereGzl topraklayc yaylma direnci RE=(E/2D)+E/lyaklak ifadeleri ile bulunur.

.lisu 31

Yaylma direnci hesap rnekleri:rnek 1:ubuk Topraklayc RE = (E/2.l)ln(4l/d)Toprak zgl direnci E = 200 W.mubuk boyu l = 2 m.ubuk ap d = 0.025 m.

RE = 200/(2xx2)xln(4x2/0.025) = 91.8 Wrnek 2:Halka Topraklayc RE = E/(2xD)xln(2D/d)Toprak zgl direnci E = 200 W.mHalka ap D = 20 m. (20m.edeer apl halka)Topraklayc ap d = 0.015 m.

RE = 200/(2x20)xln(2x20/0.015) = 9.15 WEkte eitli topraklayclarn boyutlarna bal olarak yaylma direnleriverilmitir. ubuk topraklayclarda kullanlan malzemenin artmasna karlkyaylma direncinin ayn oranda artmad grlmektedir. Levha topraklayc ileerit topraklayc karlatrldnda ayn malzeme miktar iin erittopraklaycda yaylma direncinin yaklak % 66 azald hesaplanmaktadr.

.lisu 32

eitli topraklayclarn boyutlarna gre yaylma direnleri0,5 m2

UBUK ERT GZL LEVHAToprak zgl direnci ro 100 100 100 100Gmlme derinlii hUzunluk L 2ap/edeer ap d 0,025Edeer daire ap DKenar boyu s 0,75

UBUK ERT GZL LEVHAMalzeme Diren Gmme derinlii (m) 0,50

ubuk ap = 0,025 m. artm azalm 30x3,5 mmubuk boyu (m) Re (ohm) erit boyu (m) Re (ohm) Boyut Edeer ap (m) letken uzunlu (m) Re (ohm) Yzey (m2) Kenar boyu(m) Re (ohm)

0,5 139,48 0,5 267,36 4x5 5,05 20,00 9,91 0,50 0,71 47,141 80,77 1,0 1,00 1 155,74 4x5 5,05 25,00 9,91 1,00 1,00 33,33

1,5 58,15 1,5 1,39 2 88,90 4x5 5,05 30,00 9,91 1,5 1,22 27,222 45,90 2,0 1,76 5 41,39 6x6 6,77 30,00 7,39 2 1,41 23,57

2,5 38,14 2,5 2,12 10 22,90 6x6 6,77 36,00 7,39 2,5 1,58 21,083 32,75 3,0 2,47 15 16,13 6x6 6,77 42,00 7,39 3 1,73 19,25

3,5 28,77 3,5 2,81 20 12,56 6x6 6,77 48,00 7,393,6 28,10 3,6 2,87 30 8,80 10x10 11,28 60,00 4,433,7 27,46 3,7 2,94 40 6,83 10x10 11,28 70,00 4,433,8 26,85 3,8 3,01 50 5,61 10x10 11,28 80,00 4,434 25,71 4,0 3,14 100 3,02

4,5 23,27 4,5 3,475 21,28 5,0 3,80

5,5 19,62 5,5 4,126 18,22 6,0 4,43

6,5 17,01 6,5 4,757 15,96 7,0 5,06

7,5 15,05 7,5 5,37

0,5 m2 levhadan 16,3 m; 3cm genilikte erit elde edilir. Levhann yaylma direnci 47,14 ohm ikenBu erit, topraklayc olarak kullanlrsa elde edilen diren 16,13 ohm

.lisu 33

Topraklama tesislerinin boyutlandrlmas.Topraklama tesislerinin kurulmas iin temel koullar:1. Mekanik dayanm ve korozyona kar dayanklln salanmas,2. Isl bakmdan en yksek hata akmna (hesap yolu ile bulunan)

dayankllk,3. letme aralar ve nesnelerin zarar grmesinin nlenmesi,4. En yksek toprak hata akm esnasnda, topraklama tesislerinde ortaya

kabilecek gerilimlere kar insanlarn gvenliinin salanmasdr.Bu koullarn salanmas iin - Hata akmnn deeri, - Hatann sresi, - Topran zellikleri nemlidir.

.lisu 34

1. Mekanik dayanm bakmndan boyutlandrma:Topraklama elektrodu ve topraklama iletkenleri korozyona kar dayanklmalzemeden yaplmaldr.

1.Topraklama elektrodu en kk boyutlar El.Tes.TopraklamalarYnetmelii Ek-A da verilmitir.

2.Topraklama iletkenleri iin en kk kesitleri El.Tes.TopraklamalarYnetmelii izelge-4a da, iletkenin mekanik olarak korunmu veyakorozyona kar korunmu olup, olmamasna bal olarak:

Malzeme Kesit

Bakr 25 mm2 Daldrma galvanizli demir 50 mm2olarak bildirilmektedir.

l trafolarnn topraklanmasnda en kk kesit koruma durumuna bal olarak2.5-4 mm2 dir.

Potansiyel dengeleme iletkenleri ile ilgili en kk kesitler ise El.Tes. TopraklamalarYnetmelii izelge-4b de gsterilmitir.

.lisu 35

Minimum boyutlariletken Kaplama/D klf

Malzeme Topaklayc eidi

ap (mm) Kesit(mm2)

Kalnlk(mm)

Tekildeerler(um)

Ortalama deerler (u;n

erit2) 90 3 63 70Profil (levhalardahil)

90 3 63 70

Boru 25 2 47 55

Derin topraklayclariin yuvarlak ubuk

16 63 70

Scakdaldrmagalvaniz

Yzeyseltopraklayclar iinyuvarlak tel

10 50

Kurun 1)klfl

Yzeyseltopraklayclar iinyuvarlak tel

8 1000

Svanmbakr klfl

Derin topraklayclariin yuvarlak ubuk

15 2000

elik

Elektrolitikbakrkaplamal

Derin topraklayclariin yuvarlak ubuk

14,2 90 100

erit 50 2Yzeyseltopraklayclar iinyuvarlak tel

253

rgl iletken 1,8* 25

plak

Boru 20 2Kalayl rgl letken 1,8* 25 1 5Galvanizli erit 50 2 20 40

rgl iletken 1,8* 25 1000

Bakr

Kurun 1)klfl Yuvarlak tel 25 1000

*)rgl iletkeni oluturan her bir tel iin1)Beton iine dorudan gmlenler iin uygun deildir2)Kenarlar yuvarlatlm, souk ekme veya kesilmi eritler3)Deneyimlere dayanarak korozyon ve mekanik anma tehlikesinin ok az olduu tespit edilirse olaanst koullarda 16 mm2kullanlabilir.

Topraklayclarn en kk kesitleri (El.Tes.Topraklamalar Ynetmelii Ek-A)

53

.lisu 36

Topraklama iletkenlerinin (Topraa denmeleri durumunda) minimum kesitleri

Mekanik olarak korunmu Mekanik olarak korunmam

Korozyona karkorunmu *)

Isnmaya gre hesap veya seim 16 mm2 bakr 16 mm2 demir,daldrma

galvanizKorozyona karkorunmam

25 mm2 bakr, 50 mm2 demir, daldrma galvaniz

*) Korozyona kar koruma, bir mahfaza ile salanabilir.

Elek.Tes.Topraklamalar Ynetmelii izelge 4a

.lisu 37

Potansiyel dengeleme iletkenlerinin kesitleri

Ana potansiyel dengeleme

Tamamlayc potansiyel dengeleme

ki gvde arasnda

1 x En kk ilelken kesiti

Normal

0,5 x Tesisin en byk koruma iletkeninin kesiti

Bir gvde veya yabanc iletken blmler arasnda

0,5 x Koruma iletkenlerinin kesiti

Mekanik olarak korunmu

Cu 2,5 mm2 veya Al *)

Enaz

6 mm2 Cu

Mekanik olarak korunmam

Cu 4 mm2 veya Al*)

Yaplabilecek snrlama

25 mm2 Cu veya edeer iletkenlikte

-

-

*) Alminyum iletkenli hatlarn korumasz olarak denmesi durumunda, mmkn olan

korozyon ve dk mekanik dayanmndan dolay iletken kopma olasl yksektir.

Elek.Tes.Topraklamalar Ynetmelii izelge 4b

.lisu 38

2. Isl dayanm bakmndan boyutlandrma:

Isl bakmdan boyutlandrma iin gz nne alnacak akmlar El.Tes. TopraklamalarYnetmelii izelge 1 de bildirilmitir.Yksek gerilim sistemlerinde topraklama elektrodu ve topraklama iletkeni, yldznoktasnn topraklanma ekline bal olarak, genellikle bir kutuplu ksa devre veyaift toprak ksa devresi akmna gre boyutlandrlmaktadr.

Toprak ksa devreleri ebeke ynnden dengesiz ileme durumu olduundan teorikolarak ksa devre akmlarnn simetrili bileenler kullanlarak hesaplanmas gerekir.Orta ve alak gerilim ebekelerinde hata akm yolu zerindeki direnler dikkatealndnda hesaplarn klasik devre hesab eklinde yaplmas sakncal deildir.

.lisu 39

Topraklama tesislerinde kullanlacak ksa devre akmlarnn hesab:Ntr topraklanm ebekelerde bir kutuplu ksa devre akm:

c : Gerilim katsays, Z : Hata akm yolu toplam empedanslar,

UFN : Faz-Ntr gerilim, UFF : Faz aras gerilimolmak zere Ik1 =c.UFN / Z dir.Ntr yaltlm ebekelerde ift toprak ksa devre akm ise, toprakyaylma direnleri hesaba girmezseen byk deer olarak

''

3''

.

23

KKEE II

''

3KI : fazl ksadevre akmeklinde hesaplanr.

.lisu 40

Gerilim katsays (c), en byk akm hesabnda kaynak E.M.K. ni ve yksek iletme gerilimi halini dikkate almak iin Y.G. ve A.G. de 1,1-1,05; en kk akm hesabnda ise dk iletme gerilimi ve anahtar kontaklar, ek yerleri v.b. yerlerdeki kayplar karlamak zere Y.G. de 1.0 ve A.G. de 0,95 alnmaldr. Devre elemanlarnn akm tama kapasiteleri kontrol edilirken en byk hata akm deeri kullanlr. Koruma cihazlarnn hata halinde devreyi kesip kesemiyeceklerinin kontrolu ise en kk hata akmna gre yaplmaldr. Hat sonu toprak ksa devrelerinde eriyen telli sigortalarn kesme kontrolu da en kk hata akmna gre yaplr.

.lisu 41

rnek 3 Yksek gerilim tesislerinde toprak ksa devresi akm hesab

50 MVA;154/34.5 kV; uk=%12.5 630 KVA;34.5/0.4 kV

Hesap aada verilmi olup; topraklama iletkenlerinin direnleri, dier direnleryannda kk kaldndan dikkate alnmamtr.

3x240 XLPE 6 km.

RE1= 1 WRB =20 Wk1

25 mm2 Cu

25 mm2 Cu

RE2= 1 W

.lisu 42

kA96,08,22.35,34.1,1

Z.3U.cI

82,22074,444,22XRZ

074,4104,197,2X44,222244,0R

104,16.184,0l.xX

44,0240.56

6000s.

lR

97,250.100

5,34.5,12SU.uX

n''

1k

222top

2top

top

top

'

hat

hat

22k

tr

W

W WWW

WHata akmnn belirlenmesi

Xtr Rhat Xhat

RB RE1 RE2 UFN

.lisu 43

Isl ynden boyutlandrmaTopraklama iletkenleri ve koruma iletkenleri kesitleri, El.Tes.TopraklamalarYnetmelii madde 9-e ye gre hesaplanrlar. Bu iletkenler, hata sresinin 5saniyeden kk olduu dikkate alnarak, hata akmnn sresine ve byklnegre seilir.A Kesit (mm2)I letken akm (A)t Hata sresi (s)k Malzeme katsays. (Ynetmelik izelge B1den) Malzeme direncinin scaklk katsaysnn tersi. Ynetmelik izelge B1deni Balang scakl (0C) Genellikle 20o Cf Son scaklk (0C) alnarak

i

f

t

kIA

ln

forml ile kesit kesaplanr.

.lisu 44

Ayn sonuca daha kolay yoldanI Hata akm (A)t Hata sresi (s)k Malzeme katsays (A.s 1/2/mm2) Ynetmelik izelgeler 5-7den alnarak S=(I2t)1/2/k

forml ile de varlmaktadr. Bulunan kesitten daha byk kesit kullanlmaldr.rnek 4:I= 700 A.t= 2 sMalzeme: plak bakrYukardaki artlara gre kesit ne olmaldr?k katsays: Bakr malzeme, normal koullar (f =200 oC), komu ksmlarntehlike altnda olmayaca durum iin izelge 7den 159 A.s 1/2/mm2 alnarakS=(I2.t)1/2 / k = (7002 x 2)1/2/159 = 6,22 mm2 bulunur.Isnma artlarna gre nominal 10 mm2 kesit seilir. Bu kesit mekanik artlaragre kontrol edilir. Minimum deerlerden kk olmayacaktr.

45

.lisu 46

ndirici merkezdeki 154/34,5 kV transformatr knda toprak ksa devresi akm hesab

50 MVA;154/34.5 kV; uk=%12.5

Hesap aada verilmi olup; topraklama iletkenlerinin direnleri, dier direnleryannda kk kaldndan dikkate alnmamtr.

RB =20 W25 mm2 Cu

RE =1 W

rnek 5

Hata, transformatr k izolatrnde veya

ebekede olabilir.

.lisu 47

rnek 3teki 50 MVA; 154/34.5 kVluk transformatrn ntr noktastopraklama hatt iin hesap:50 MVA trafo: k izolatrlerinde bir toprak ksa devresi iin bulunacakksa devre akm yaklak Ik1 = 1,03 kA dir. 20 Wluk direncin balant hattolarak plak bakr iletken kullanlacaktr. S=(I2 t)1/2 / k bantsnda t =5s ve k izelge-7den 159 (A.s)1/2/mm2 alnarak S=(10332.5)1/2 / 159 = 14,5 mm2 bulunur.Korozyona kar ve mekanik olarak korunmam ise nominal kesit 25 mm2alnr.

.lisu 48

630 KVA trafo: Trafo gvdesini potansiyel dengeleme barasna balayaniletken, yukardaki gibi 0,96 kA.lik Y.G. taraf ksa devre akm iin 25 mm2bulunur.Bu koruma iletkeni alak gerilim ksa devrelerinde de akm tayacandankesitin alak gerilim taraf ksa devreleri iin de kontrolu gerekir.A - Verilen ekilde iletme topraklamas ile koruma topraklamasbirletirilmemitir. Trafo A.G. k izolatrlerinde kazana atlama olursa, ksadevre yolunda en az 1 ohm topraklama direnci bulunacaktr. A.G. ksa devreakm 230 A. mertebesindedir. Kesit yeterlidir.

RA = 1 W25 mm2 Cu

RB =1 W

L1 L2 L3 N

.lisu 49

B letme ve koruma topraklamalar birletirilirse, yukardaki gibi bir ksadevrede, akm yalnzca trafo empedans ve topraklama hatlarnn direnleritarafndan snrlanr.Hesap ekli ve emas aada verilmitir.Koruma ve iletme topraklamalarnn birletirilme ekline gre iletkenuzunluklar ve balant noktalar deiir. Ancak akm hesabnda deiikliksz konusu deildir.

25 mm2 Cu

RE1= 1 WSh,Rh

Topraklamalar bir barada birleiyor. RE1= 1 W

Sh,Rh

Topraklamalar elektrotta birleiyor.

.lisu 50

UFN

Xtr Rth

Xtr=0,04.0,42/0,63=0,01015 WSh=50 mm2 L = 3m. Seilerek Rh=0,00142 W ve t =1s k=159 Ik1=1,1.230/0,01015=24926 A. S=(249262.1)1/2/159 =156,7 mm2 bulunur. Sh =150 mm2 olmaldr. Rth < 0,3.Xtr olduundan dikkate alnmamtr.

RE1= 1 W25 mm2 Cu

Sh,Rh

.lisu 51

3.letme aralar ve nesnelerin zarar grmesinin nlenmesi: Topraklama hatlar, zerlerinden geecek akmlarn, evrede meydana

getirecei mekanik ve sl etkiler dikkate alnarak tesis edilmelidir.4.Dokunma ve adm gerilimine gre boyutlandrma:Alak gerilim ve yksek gerilim tesislerinde topraklama blmnde ayrayr incelenecektir.

.lisu 52

rnek 7 Sistemlerin kark kullanlmas

34.5/0.4 kV

1000 Kva uk = % 6

RB=2 W35 A 16 A

3x50+25 mm2

100 m

RA

V Uts

UE

RA IE UE Uts

2 56,93 113,8 113,8

1 75,65 75,65 151,3 0,566 83,88 50 176,4

.lisu 53

Trafo reaktans Xtr=6/ 100 x0,42/ 1=0,0096 Webekenin toprakl tketiciye kadar olan ksmnn direnci ve reaktans : Rh = 100/(56x50) = 0.0357 W 0.04 W Xh = 8.478 m WHata akm yolundaki toplam diren ise Ztoplam =RA+2.04 Wdir (Reaktanslar kk olduu iin ihmal edilmitir.)

Tketicideki toprak elektrodunun RA toprak yaylma direncine bal olarak hata akm ve sfr hatt potansiyeli iin aadaki deerler bulunur. RA (W) IE (A) UE (V) Uts (V)

2 56,93 113,8 113,8

1 75,65 75,65 154,3

RA toprak direncinin yeteri kadar kk olmad grlmektedir.

.lisu 54

RA direnci, hata halinde zerinde dokunma gerilimi, emniyet snr olan 50 Vu almayacak ekilde seilirse 230-50=180 V. 180/2.04 =88.23 A. gemeli ve RA = 50/88.23 =0.566 W olmaldr.

Motor 35 Alik Ia=173 A (5s) olan sigortalarla korunmaktadr. Ia =173 > 88.23 A

Sigorta ani kesme akmnn hata akmndan byk olduu grlr. Sonu olarak sigortann ksa srede devreyi kesmeyecei, trafo topraklamas zerinde oluan 176.4 Vluk gerilimin, sfr hatt yolu ile arzasz cihaz zerine gelecei ortaya kar.

.lisu 55

Faz - ntr gerilimi 230 V olan bir ebekede, 5 s kesme akm 173 A olan bir sigortann hata halinde alabilmesi iin, ksa devre yolundaki toplam direncin (evrim direnci) 1.33 W olmas gerekir.

rneimizde geebilecek en byk ksa devre akm RA = 0 ohm iin 112,7 A dir. Bu durumda, ksa devreye sigorta, olduka ge cevap verecektir.

En byk sigortas In= 35 A olan bir tesis iin gvenli bir toprak gei direnci 50 /173 = 0.289 W olmaktadr. Ancak bu diren deerinin her iklim koulunda salanmas arttr. Byle bir gei direnci deerini elde etmek iin yaplacak yatrm gze almak gerekir.

Bu arada belirtelimki ebeke ntr hattnn topraa nazaran gei direnci kldke, ntr hattna bal tesislerin gvenlii artacak; motor iin yaplan topraklamann direnci de klecektir.

.lisu 56

lmeler:1.Toprak zgl direnci ve elektrot yaylma direncinin llmesi.

1.1. Toprak zgl direncinin llmesi.Bu lme drt sonda yntemi ile yaplmaldr. Wenner Metodu ad verilen buyntem aadaki slaydda aklanmtr. Sondalar aras uzaklklar iinYnetmelik Ek-N 2.2.1e baklabilir. Metodun uygulanmas iin zel cihazlargelitirilmitir. lmenin prensibi d elektrotlar arasna, frekans 150 Hzekadar olan bir gerilim uygulanr. Geen akm sebebi ile i sondalar arasndaoluan gerilim llr. Geen akm ve llen gerilimden bulunan direndeeri ve ara mesafe ile zgl toprak direnci hesaplanr. Gelimi toprakdirenci lm aletlerinde, elektrotlar aras mesafenin girilmesi ile, direkt olarakzgl diren ekrandan okunur. l yerindeki toprakta bulunacak dierakmlarn etkisini ortadan kaldrmak iin uygulanacak gerilimin frekansdeiken olmaldr.

57

Topraklama zgl direncinin llmesi Wenner Medotu: TS.4363 de metod aklanmtr.

a a a

e

ea/3 e a / 20 olmak zere E = 2..a.R eklinde bulunur. a : Olabildiince byk olmaldr. R (W) llen diren E (W.m) a ve e (m) cinsindendir.

Sondalar

Yardmc topraklayc Topraklayc

A V

.lisu 58

Topraklama zgl direncinin llmesi Elektrotlarn yeri:

Sondalar

Yardmc topraklayc Topraklayc

T I 88,88

Toprak potansiyeli

Gerilim

Gerilim sondalar potansiyelinyaklak olarak lineer degiim gsterdii blgede

bulunmaldr.

.lisu 59

Topraklama sisteminin byklne gre bir yntem uygulanr.Yukarda sz edilen zel toprak direnci lm aletleri ile topraklayclarnyaylma direnleri de llebilir.Daha basit bir metod Ynetmelik ekil 8b de verilmitir.Y.Gerilim indirici trafo istasyonlar gibi byk tesislerde, direklerde bulunantopraklama telleri veya kablo klflar istasyon topraklama tesisine balolduklarndan, hata akm bu gibi balantlara da dalr; topraklama tesisizerinden topraa giden akm azalr. Ynetmelik Ek-N ekil N1de l yntemiverilmi ve hesap tarz N.2.2.3 de aklanmtr.

1.2. Toprak yaylma direnlerinin llmesi.88,88

T I

.lisu 60

D

0,62 D 0,38 D

Toprak yaylma direnlerinin llmesinde ara uzaklklar88,88

T I

Elektrotlarn diren alanlar

lnn doruluundan emin olmak iin ortadaki elektrot yeri iki tarafa %10 D deitirilerek 3 l yaplr.Bulunan deerler byk farkllk gstermezse bu deer kabul edilir.

Kk elektrotlarda D mesafesi en az 10 m olmaldr. Kareye yakn elektrotlarda ara mesafenin, kenar uzunluunun 3-4 kat olmas istenir. Topraklama tesisinin byklne gre ara mesafe daha da arttrlr.

.lisu 61

oklu topraklamada akm pensi ile lmA1

A2 V

G

I1 I2

RE1 RE2 RE3 RE4

U

RE

RE3=U/I1

RE=U/I2 Alet komutatr ile seim yaplr.

.lisu 62

L1

L2

L3

N

R

V

A RA=U/IR dir.

Sigorta

RA

>20 m

Ri=40 kWIR U

Ampermetre Voltmetre yntemi ile topraklayc yaylma direncinin llmesi

.lisu 63

nokta metodu ile toprak yaylma direncinin llmesi Topraklayclarn yaylma direnci lm, yeterli toprak yzeyi bulunamamas gibi baz olumsuz hallerde baka topraklayclardan yararlanlarak llebilir. Burada lnn doru olabilmesi, dier yardmc topraklayclarn yaylma direnlerinin kk olmasna baldr. Balant iletkenlerinin direnleri ihmal edilirse

Rx RA RB

R1 R2

R3 R1=Rx+RA

R2=RA+RB

R3= RB+Rx deerleri llecektir. Topraklayclar birbirlerinin etki alannda deilse, bilinmeyen ve denklem olduuna gre Rx = (R1-R2+R3)/2 olarak bulunur.

N

T I 88,88

Rx RA

Toprak direnci lme cihaz ekildeki gibi balanarak deiik ular arasnda

l yaplabilir.

.lisu 64

1.3. Topraklama geriliminin tespiti.

Yaylma direnci lmnde kullanlan yntemlere gre UE=Topraklama empedans x Topraklama akmeklinde hesaplanr.

.lisu 65

2.Dokunma geriliminin llmesi.

Bu maksatla akm-gerilim yntemi kullanmak zorunludur.aada yntem aklanmtr. Deneyin yeni devreye girecek tesislerde numunedeneyi olarak yaplmas yeterlidir. Deney sonunda bulunan gerilim deeri,kullanlan kaynak gerilimine gre dzeltilmelidir. Tesisin durumuna gredeneyde kk gerilim kullanlmas tavsiye edilir.

1.3. Topraklama geriliminin tespiti.

Yaylma direnci lmnde kullanlan yntemlere gre UE=Topraklama empedans x Topraklama akmeklinde hesaplanr.

.lisu 66

V

A

Sigorta

IR

500 N

400 cm2 metal levha Ya bez

Deiken gerilim kayna ile dokunma gerilimi dk bir deerde kalacak ekilde kk bir akm geirilir. Uygulanan gerilim dikkate alnarak bulunan deer ebeke faz-ntr gerilimine indirgenir.

Tesisin eitli noktalar

Faz

U

N

L1 L2 L3 N

.lisu 67

L1

L2

L3

N

R V

A PE

Z evrim empedans U1 Yk yokken llen gerilim

U2 Yk bal iken llen gerilim IR Yk direncinden geen akm olmak zere

Z=(U1-U2)/IR dir. (Ynetmelik EK-Nde verilmitir.)

Sigorta

3. Arza evrim Empedansnn llmesi

.lisu 68

Topraklama tesislerinde muayene, lme ve denetleme:Ynetmelik madde 10-a da akland zere her topraklama tesisi,montaj esnasnda ve iletme aamalarnda periyodik olarak kontroledilecektir. Yaplacak kontrollar- Gzle muayene,- Koruma iletkenlerinin, ana ve tamamlayc potansiyel dengeleme

iletkenleri balantlarnn srekliliinin llmesi ve denetlenmesi,- Elektrik tesisinin yaltm direncinin llmesi ve denetlenmesi,- Toprak zgl direncinin llmesi,- Topraklama (yaylma) direncinin llmesi,- Beslemenin otomatik kesilip kesilmediinin denetlenmesi,- evrim empedansnn kontrolu,- Artk akm koruma dzeninin kontrolu,eklinde sralanmaktadr.Yaplacak kontrollarda Ynetmelik Ek-Pde verilen ekilde formlarnkullanlmas tavsiye olunur. Kontrol periyotlarna da ayn ektedeinilmitir.

.lisu 69

eitli topraklama tesislerinin iletme dnemi iinde denetlenme periodlar

Elektrik retim, iletim, datm tesisleri (Hatlar hari): 2 yl Enerji nakil ve datm hatlar: 5 yl Sanayi tesisleri ve ticaret merkezleri:

- Topraklamalara ilikin direnlerin muayene ve llmesi 1 yl - Topraklama tesisleri ile ilgili dier kontrollar 2 yl Sabit olmayan tesisler iin :

- Sabit iletme elemanlar 1 yl - Yer deitirebilen iletme elemanlar 6 ay

.lisu 70

Topraklama tesisinin muayene ve denetlenmesinin amac :

1. Tesisin salamlnn denenmesi, 2. Dokunma geriliminin izin verilen snrlar iinde olup olmadnn belirlenmesi, dir.

- Tesisin salamlna, toprak yaylma direncinin (topraklama direnci) llmesi ile karar verilebilir.

- Topraklama tesisinin dokunma gerilimi asndan yeterli olup olmad, topraklama direnci llmesi ile belirlenemez. Farkl topraklayc tipleri ve topraklama dzenleri ayn topraklama direncine sahip olmalarna ramen dokunma gerilimi veya adm gerilimi bakmndan farkl zellikler gsterirler.

Topraklayclardan akm gemesi halinde, toprak iinde oluan potansiyel dalm dokunma gerilimini belirler.

.lisu 71

Bir yksek gerilim direi veya direk transformatr koruma topraklamas iin dokunma geriliminin belirlenmesi :

Kaynak V

1 m >20 m

A I

U

.lisu 72

Yukarda verilen l ynteminde oluabilecek tehlikeli adm ve dokunma gerilimlerinden kanmak iin gerilimi 50 Vu amayan bir kaynak kullanlmaldr. Voltmetre olarak 3000 W i direnli bir alet tercih edilir. Toprak balantlar sondalar ile salanr. Devreden geen akm I ampermetre ile llr. Direk ile bundan 1m uzaklktaki nokta arasnda gerilim U llr. Direin tad devrelerde oluabilecek en byk ksa devre akm IEmax hesaplanr. Oluabilecek dokunma gerilimi UE = IEmax x U/ I dr. Deney direk evresinde eitli noktalarda tekrarlanr. Adm gerilimini bulmak iin voltmetre ularndaki sondalar, yaklak 75 cm aralkl noktalar arasnda dolatrlarak, bulunan deerlerle yukardaki gibi hesaplanr.

.lisu 73

Y.Gerilim tesislerinde topraklama tesisinin tasarm Boyutlandrma

IE, ZE, UE=IE.ZE

UE

.lisu 74

3m x 6 m boyutunda bina tipi 34.5 / 04 kVluk bir transformatr postas iin koruma topraklamas yaplacaktr. Topraklayclar ve topraklama iletkeninin boyutlandrlmas istenmektedir. Toprak zgl direnci 100 W.m llmtr. 34,5 kVluk ebeke besleme noktasnda 20 W direnle topraklanmtr.

D: Temel topraklaycnn evreledii alana eit, alanl dairenin ap olmak zere

Temel topraklamann yaylma direnci RE 2.E/3D ; D=(4.a.b/)1/2 D = (4.3.6/)1/2 = 4,78 m RE =2.100/3.4,78 = 13,94 W

Potansiyel dzenleme

rnek 21 Y.Gerilim tesisleri iin topraklama tesisi hesab

Temel topraklama

b = 6 m

a = 3 m

Derin topraklayc (ubuk) (Temel topraklama etki alan dnda)

.lisu 75

IE=1,1x34,5/ 3x(20+13,94) =0,645 kA UE=13,94x0,645=8,9 kV Bulunan topraklama gerilimi ok yksek olup uygun deildir. Direncin kltlmesi iin 4 adet 2 m uzunluunda ubuk derin topraklayc ilave edilirse:

ubuk topraklayc iin RE E/ L L: ubuk boyu RE = 100/2=50 W 4 adet ubuk elektrot, temel topraklayc ile paralel altndan istasyon iin topraklama direnci 6,59 W bulunur. IE=1,1x34,5/ 3x(20+6,59) =0,823 kA UE=6,59 x 0,823=5,4 kV Bu deer dahi szkonusu ksa devre akm iin yksek bir deer olup ek nlemler alnmasn gerektirir.

Temel topraklama

b = 6 m

a = 3 m

Derin topraklayc (ubuk) (Temel topraklama etki alan dnda)

.lisu 76

Ynetmelik Ek-D de bildirilen ek nlemlerin alnmas kayd ile ve hata sresi 0,15 s indirilebilirse

UTP = 600 V ve UE 4.UTP hesabndan UE max = 2400 V bulunur.

Temel topraklama

b = 6 m

a = 3 m

Derin topraklayc (ubuk) (Temel topraklama etki alan dnda)

.lisu 77

Bu istasyonun hava hatt ile beslendii ve kablo klar olmad kabul edilmitir. Kablo klflar toprak ksa devre akmlarn tayacandan, istasyon topraklama sisteminden geen akm azalr, topraklama gerilimi de der.

Hata akmnn kabul edilen deere uygunluunu kontrol edersek: 1,1x34,5/ 3-2400=19510 V IE = 19510/20= 975,5 A RA = 2400/975,5= 2,46 W stasyonun topraklama direnci 2,46 W dan kk OLMALIDIR. Topraklama tesisi takviye edilmelidir.

Yukarda bildirilen ek nlemler Elek.Tes.Topraklamalar Ynetmelii Ek-D ye gre Bina d duvarnda : M1 veya M2 Bina iinde : M3

olarak verilmitir.

.lisu 78

r katsays 66-154 kVluk hava hatlarnda toprak direncine bal olarak 0,8-0,6 deerleri arasndadr. Kablolar iin reticisinden deerler alnmaldr. Transformatr istasyonlarndaki topraklama sistemine bal hava hatt koruma iletkenleri veya yeralt kablo zrhlar varsa, hata akmnn bir blm bu gibi balantlar zerinden baka topraklamalara gider. Topraklama gerilimi hesaplarnda istasyonun kendi topraklamas zerinden topraa akan akm dikkate alnr.

Metal koruyucu klfl kablo

Ih

IE=r.Ih

(1-r).Ih

Topraklama sisteminin yaylma direnci

.lisu 79

rnek 22 Topraklama direncinin yeterlilii 34,5 kVluk bir yksek gerilim direi veya direk tipi transformatrde koruma topraklamas direnci 2 W llmtr. 34,5 kVluk hatt besleyen trafoda 20 W luk bir iletme topraklamas vardr. Direk evresinde Elek.Tes.Topraklamalar Ynetmeliinde bildirilen M nlemleri alnmamtr. 34,5 kVluk hattn bandaki kesicinin ama sresi 0,2 s olarak belirlenmitir.

3. M nlemleri alnmas ile UE

.lisu 80

Dier elektrot tipleri iin gei direnci hesaplar

Gzl topraklayc

RE : Topraklama direnci

D : Gzl topraklaycnn edeer daire alan ap E : zgl toprak direnci L : Topraklayc toplam iletken uzunluu

a

n

adet

b m adet

D

D = (axb/)1/2 L = a.n + b.m

RE = E / 2D + E / L

.lisu 81

ubuk topraklayc (Derin topraklayc)

d

L

>2L

Baka elektrot varsa Yaklak hesap: RE = E / L

Toprak L

d

.lisu 82

erit topraklayc

b s

L

dLHL

dL

LR EE 2ln

2ln

12ln2

d = 2(b+s)/

Levha topraklayc

Gnmzde nemini yitirdiinden tavsiye edilmemektedir. Yldz topraklayc ve dierleri iin Ynetmelik Ek-T kullanlabilir. Hesaplarda Ynetmelik Ek-K de verilen diren erilerinden de yararlanlabilir.

H

PDB

L

.lisu 83

Y.gerilim ve A.Gerilim sistemlerinde topraklama tesislerinin birletirilmesi:

Ynetmelik madde 11-aya gre, bir yksek gerilim tesisinde, toprak hatasesnasnda, alak gerilim ebekesinde veya tketim tesislerinde tehlikeli dokunmagerilimleri ortaya kmaz ise iki sistemin topraklamas birletirilebilir. Y.G.demeydana gelen hata sonucu oluan potansiyel ykselmesi, alak gerilim tesislerinde,Ynetmelik izelge-13 de verilen deerlerden kk olmaldr.

Yukardaki koullarn yerine getirilememesi durumunda Y.G. koruma ve A.G.iletme topraklamas tesisleri mutlaka ayrlmal; 50 kVun altndaki iletmegerilimli tesislerde Y.G. ve A.G. sistemlerinin topraklayclar arasndaki uzaklk enaz 20 m. olmaldr. Gerekli mesafe Dkabul formlleri ile (Ek-M) hesaplanabilir.

YG.tesislerinin iinde bulunan AG. iletme aralarnn gvdeleri koruma iletkeniyolu ile YG. topraklama tesisine balanr.

.lisu 84

L1

L2

L3

PEN

RE

TN sistemde topraklamalarn birletirilmesi

Potansiyel dengeleme

Temel topraklama

UE UTP PEN iletkeni tek noktada toprakl UE 2.UTP PEN ok noktada toprakl

UF

U1

U2 IE

UE = RE.IE U1 = U0 U2 = U0 UF = UE

U0 : Faz-Ntr gerilim A.G. tablosu

artlar salanrsa topraklamalar birletirilebilir.

RA

.lisu 85

TN sistemde topraklarn ayrlmas

L1

L2

L3

PEN

RB RE

Min 20 m

IE

UE = RE.IE U1=UE+U0

U2=U0

UF=0

U0 : Faz-Ntr gerilim U2

U1

UF

UE UTP PEN iletkeni tek noktada toprakl UE 2.UTP PEN ok noktada toprakl artlar salanamazsa iletme topraklamas ayr yaplr.

RA

Zorlanma gerilimi asndan UE gerilimi, 5sden byk ksa devre sreleri iin 250 Vu

amamaldr.

.lisu 86

L1

L2

L3

N

RE

Temel topraklama

Zorlanma gerilimi asndan: U2 250 V tf >5 s U2 1200 V tf 5 s

TT sistemde topraklama sistemlerinin birletirilmesi

PE IE

UE = RE.IE U1 = U 0

U2=UE+U0 UF=0

U2 U0 : Faz-Ntr gerilim

UF

U1

A.G. tablosu RA

.lisu 87

L1

L2

L3

N

RE

Temel topraklama

Zorlanma gerilimi asndan: U1 250 V tf >5 s U1 1200 V tf 5 s

TT sistemde topraklama sistemlerinin ayrlmas

PE IE

UE = RE.IE U1 = UE+U 0

U2=U0 UF=0

U2 U0 : Faz-Ntr gerilim

UF

U1

A.G. tablosu RA

.lisu 88

L1

L2

L3

PEN

RE

rnek 23 TN sistemde topraklamalarn birletirilmesi

Potansiyel dengeleme

Temel topraklama

UE UTP PEN iletkeni tek noktada toprakl UE 2.UTP PEN ok noktada toprakl

UF

U1

U2 IE

UE = RE.IE U1 = U0 U2 = U0 UF = UE

U0 : Faz-Ntr gerilim IE = 700 A. RE = 1,5 W UE = 1050 V.

tF = 0,5 s. UTP = 200 V. Ntrler birletirilmez

IE = 1000 A; tF= 0,5 s PEN ok noktada toprakl ve RE< 0,4 W ise ntrler birletirilebilir.

RA

.lisu 89

Ynetmelik Ek-Mde topraklama sistemlerinde tehlikeligerilimlerden korunmak iin uygun uzaklklar, yaklakformllerle verilmitir.

Topraklama tesislerine yaklam uzaklklar

.lisu 90

rnek 24 ubuk topraklayclar iin kabul edilebilir yaklam uzaklklar Y.Gerilimde ubuk topraklayc L=2 m d=0.025 m Akm sresi=0,5 s Ynet. ekil 6 dan Ukabul=220 V E=150 W.m Yaylma direnci RA=150/(2xx2)Ln(4x2/0.025)=68.85 W 34.5 kVluk hatta direkteki toprak ksa devresi iin geecek akm yaklak 34,5 / 3x (20+69)=0,223 kA (Besleme noktasnda ntr 20 W diren ile toprakl) UE= 0,223x69= 15 kV

c=(4x2/0.025)0,220/15 =1.088 dKabul=2x2x1.088/(1.0882-1)=23.6 m A.Gerilimde ubuk topraklayc Ksadevre akm=220/(1+69)=3.14 A UE=3.14x69=216 V. c=(4x2/0.025)50/216 =3.79 dKabul=2x2x 3.79/(3.792-1)=1.13 m

Madde 11d bildirildii zere yksek gerilim tesislerinin topraklama tesislerine, izin verilen yaklam uzaklklarndan daha yakn baka sistem topraklamas yaplamaz.

.lisu 91

RE

Trafolarda parafudrlarn balanmas (Yanl uygulama)

RF

Iy Uy

Uy=RF.Iy+UFN

.lisu 92

RE

Trafolarda parafudrlarn balanmas (Doru uygulama)

Iy Uy

Uy=UFN

.lisu 93

Parafudr topraklama direnci

Yurdumuzda oluan yldrmlarn en fazla 20 kA akm tad kabul edilmektedir. Yldrm akmnn isabet ettii noktadan iki tarafa yayld dncesi ile bir ynde yaylan Yryen Dalgann 10 kA akm tad anlalr.Yryen dalga parafudra ulancaya kadar eitli noktalarda oluan dearjlarla zayflar. Datm trafolar alak gerilim tarafnn 20 kV darbe gerilimi ile denendii gznne alnrsa parafudrlarda dearj meydana geldiinde, parafudr topraklama direncinde oluan gerilim, A.G tarafnda en byk darbe gerilimini amamaldr. Bu gr ile R= 20 kV/ 10 kA = 2 W bulunur. Topraklayclarn darbe topraklama direnci, yaylma direncinden farkl ise de kk boyutlu topraklayclarda bu iki deer eit alnabilir.

.lisu 94

Yararlanlan kaynaklar 1- Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Ynetmelii T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanl Ankara 2001 2- Elektrik Tesislerinde Topraklama

Prof.Dr.Mustafa Bayram .T..Ktphanesi 3- Elektrik Tesislerinde Ar Gerilimler ve bunlara kar Koruma Prof.Dr.Mustafa Bayram

4- Elektrik Tesislerinde Ksadevre ve Topraklama Y.Mh. Nihat Taylan

5- DEHN + SHNE Sugre protection 6- Switchgear Manual 10 th Ed. ABB

7- Elektrik Mhendisli Dergisi Say 241/242 1977 p.g.Laurent eviri: Kemal Bakrcolu