Meydana gelebilecek bir hata durumunda oluşacak adım ve dokunma gerilimlerinin insan hayatını tehlikeye sokacak boyutta olmasını önlemek veya bu tehlikeli gerilimleri tamamen ortadan kaldırmaktır. Elektrik sistemlerinin devamlılığı ve insan hayatını güvenceye almak için elektrik sistemlerinde, gerilim altındaki kısımlar yalıtılırlar. Toprağa karşı yalıtımda, çeşitli sebeplerle, her zaman bozulma ve delinme şeklinde hata meydana gelmesi kaçınılmazdır. Topraklama, meydana gelebilecek bu çeşit bir hata durumunda, insan hayatını güvenceye almak maksadıyla uygulanacak tesisatlardan veya işlemlerden biridir.

Topraklama işleminde dikkat edilmesi gereken iki nokta vardır:

• Topraklanacak cihaz veya bölüm ile referans toprak (topraklanan nesnenin elektrodundan oldukça uzak, en az 20 m.,bir toprak yüzeyi) arasındaki direncin (toprak elektrodu geçiş direnci, yayılma direnci) olabildiğince küçük olmasını sağlamak,
• Cihazların, bina aksamının ve benzeri elemanların aralarında, işletme esnasında potansiyel farkı meydana gelmemesini temin etmektir.

Topraklama Sistemlerinde en güvenli sistem bu eş potansiyel sistemdir. Bu sistemde tüm topraklamalar, tüm metal bölümler eş potansiyel barasına ve potansiyel dengeleyiciler ile birbirine irtibatlanır. Tesis içerisinde herhangi iki noktada oluşabilecek gerilim farkı önlenmiş ve tüm noktalarda eş potansiyel sağlanmış olur. Elektrik akımı farklı potansiyellere sahip iki nokta arasında oluştuğundan birbirine eş potansiyel oluşturacak şekilde bağlanmış metal bölümler arasında elektrik akımı oluşmaz. Kaçak anında bile tüm noktalarda eşit potansiyel olacağından veya hiçbir iki nokta arasında potansiyel farkı oluşmayacağından herhangi bir tehlikede söz konusu olmayacaktır. Bu sistemde statik elektrik de oluşmayacağından statik elektrik kaynaklı yangın riski ortadan kalkacaktır.

TOPRAKLAMA ÇEŞİTLERİ

Koruma Topraklaması; İnsanları tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı korumak için işletme araçlarının aktif olmayan kısımlarının topraklanmasıdır. Koruma topraklaması, alçak gerilim tesislerinde temas gerilimine karşı korunma yöntemlerinden biridir. Yüksek gerilim tesislerinde ise temas gerilimine karşı korumada kullanılacak tek yöntemdir. İşletme araçlarının aktif olmayan bölümleri, uygun şekilde toprak içine tesis edilmiş olan bir topraklama düzenine bir iletken ile koruma topraklaması elde edilir. Burada uygulanan yöntem ile, hata halinde, insan vücudu üzerinden geçecek akımı oldukca küçük tutmak ve bu arada devredeki koruma cihazlarının çalışmasını sağlayarak arızalı kısmın, hızla devre dışı olmasını sağlamaktır.

İşletme Topraklaması; İşletme akım devresinin, tesisin normal işletilmesi için topraklanmasıdır. Alçak gerilim şebekelerinde, transformatörlerin sıfır noktalarının, doğru akım tesislerinde bir kutbun veya orta iletkenin topraklanması ile yapılır. Böylece sistemde, toprağa karşı oluşacak gerilimin belirli değerleri aşmamasına çalışılır. Orta ve yüksek gerilim şebekelerinde işletme topraklaması ülkelerin yönetmeliklerine göre değişmektedir. Ülkemizde Orta gerilim şebekeleri direnç üzerinden topraklanmaktadır. Yüksek gerilim şebekelerinin ise direkt olarak topraklanması yoluna gidilmektedir.

Fonksiyon Topraklaması; Bir iletişim tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi için yapılan topraklamadır. Yıldırımın etkilerine karşı koruma, raylı sistem topraklaması, zayıf akım cihazlarının topraklanması fonksiyon topraklamasına birer örnektir.

Yüksek Gerilim Tesislerinde Topraklama; Topraklama tesislerinin kurulması için temel koşullar;

• Mekanik dayanım ve korozyona karşı dayanıklılığın sağlanması,
• Isıl bakımdan en yüksek hata akımına (hesap yolu ile bulunan) dayanıklılık,
• İşletme araçları ve nesnelerin zarar görmesinin önlenmesi,
• En yüksek toprak hata akımı esnasında, topraklama tesislerinde ortaya çıkabilecek gerilimlere karşı insanların güvenliğinin sağlanması.

Bu koşulların sağlanması için; Hata akımının değeri ile hatanın süresi ve toprağın özellikleri önemlidir.

Mekanik Dayanım; Topraklama elektrodu ve potansiyel dengeleme iletkenleri korozyona karşı dayanıklı malzemeden yapılmalıdır. Topraklama elektrodu en küçük boyutları Topraklama Yönetmeliği EK-A’ da verilmiştir. Topraklama iletkenleri ve potansiyel dengeleme iletkenleri en küçük kesitleri Yönetmelik Çizelge-4A da, mekanik olarak korunmuş veya korozyona karşı korunmuş olmasına bağlı olarak; Bakır 25 mm²; Daldırma galvanizli demir 50 mm² olarak bildirilmektedir.

Isıl Zorlanmalar; Şebeke nötr noktasının topraklanma şekline bağlı olarak göz önünde bulundurulması gerekli akımlar Yönetmelikte Çizelge-1 de bildirilmiştir. Topraklama tesislerinde hata akımının kollara ayrıldığı göz önünde bulundurularak, her topraklayıcı için bu kısımdan geçen akım dikkate alınmalıdır. Son sıcaklıklar; Yönetmelik Ek-B’ de verilmiştir.

Dokunma ve Adım Gerilimine Göre Boyutlandırma; Dokunma gerilimi için izin verilen değerler hata süresine bağlı olarak Yönetmelik Şekil-6 da verilmiştir. Dokunma gerilimi koşulları yerine getirildiğinde tehlikeli adım gerilimi oluşmayacağı varsayılır. Verilen değerler yüksek gerilim şebekeleri için geçerlidir.

İzin verilen dokunma gerilimi UTP, aşağıdaki hususlardan birinin yerine getirilmesi ile gerçekleşmiş sayılır:

• Söz konusu tesis global topraklama sisteminin bir parçası ise,
• Topraklama gerilimi izin verilen UTP geriliminin 2 katını aşmıyor ise,
• Yönetmelik Ek-D de verilen M önlemleri alınmış ise.
• Yukarıdaki koşulların hiçbirisi yerine getirilmezse ölçme yolu ile dokunma geriliminin sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilmelidir.

Alçak Gerilim Tesislerinde Topraklama;

Beslemenin otomatik olarak ayrılması ile koruma,

• Koruma Sınıfı II olan donanım veya eş değeri yalıtım ile koruma,
• İletken olmayan mahallerde koruma,
• İletken mahallerde koruma,
• Topraklamasız tamamlayıcı yerel eş potansiyel kuşaklama ile koruma,

Bir devrede veya donanımda, alternatif akım için 50 V.’u ve doğru akım halinde 120 V.’u aşan bir temas gerilimi ortaya çıkması halinde beslemenin otomatik olarak ayrılmasıdır. 0.4 kV’ luk şebekelerden beslenen son kullanıcılarda 0.4 s; dağıtım tesislerinde ve alçak gerilim şebeke direklerinde 5 s içinde devre kesilmelidir. İletken bölümler sistem topraklama şekline bağlı olarak bir koruma iletkenine bağlanırlar.

Potansiyel Dengeleme; Her binada

• Ana koruma iletkeni,
• Ana topraklama iletkeni,
• Bina içindeki metal borular,
• Yapıların metal bölümler, merkezi ısıtma ve klima sistemleri,

Potansiyel dengeleme hattına bağlanmalıdır.

Statik Elektriğe Karşı Topraklama; Statik Elektrik; elektronların atomlar arasında hareket etmesiyle ortaya çıkan enerji olarak düşünülebilir. Buradaki hareket, elektronların çekirdek etrafındaki hareketi değil, farklı atomlar arasındaki hareketidir. Statik elektriğe en büyük örnek olarak yıldırım verilebilir. Kısacası statik elektrik; katının katıya, sıvının katıya veya iki sıvının birbirine sürtünmesi sonucu oluşan, genel olarak bir işe yaramayan ve zaman zaman arklar şeklinde boşalan elektrik enerjisidir. Bu boşalma genel olarak kontrol altına alınamaz ve statik elektrikten faydalanılamaz. Ancak; bu kontrolsüz güç çok önemli bir yangın çıkış sebebidir. Endüstriyel ve ticari

İş yerlerinde statik elektrik; transport işlerinde, konveyör bantlarında, kaplama işlemlerinde, örtme ve doldurma işlemlerinde, basım ve matbaa işlemlerinde, karıştırma işlemlerinde ve sprey uygulamaları gibi birçok yerde görülmektedir.

Statik Elektrik Oluşumu; İki farklı yükteki malzeme birbirine değdiği zaman bir elektron transferi meydana gelir. Bunun sonucu bir malzemede negatif yük fazlalığı öteki malzemede pozitif yük fazlalığı gözlenir ve iki malzeme birbirinden ayrılırsa, her birinde artık yükler kalır. Bu olaya elektrostatik yüklenme denir. Statik elektrik; Toz metal parçacıkların pnömatik konveyörlerden geçmesi esnasında, buhar/hava ve gazların borular içerisinde taşınması sırasında, konveyör bantlarının kendi hareketi sırasında, herhangi bir taşıtın hareketi sırasında, birbirine değen yüzeylerin hareketleri sırasında, kısaca her harekete bağlı olarak statik elektrik oluşabilir. Her hangi bir madde statik elektrik ile yüklenmişse, her zaman buna eşit miktar ama zıt işaretli yükler ortamda bulunur. Yüklenmenin sona ermesi ile artık yükler birbirini dengelemeye başlar. Yük boşalması işlemi, yüklü maddenin direncine ve topraklama durumuna bağlıdır. Plastik malzemeler için bu yük boşalması saatler hatta günler alabilirken, gaz/buharlarda yük boşalması(deşarj) diğer sıvı ve katı maddelere göre daha süratli olur. Bu nedenle, gazların deşarjı sırasında bir yangın oluşması ihtimali daha fazladır. Yanıcı gazlar ile işlem yapılırken daha dikkatli olmak gerekir. Ayrı ayrı bulunan pozitif ve negatif yüklerin aniden birleşmesinden yangın ve patlamalar meydana gelebilmektedir. Elektrik yükleri tek başlarına bir patlamaya ve yangına sebebiyet vermezler.

Yıldırımın Etkilerine Karşı Topraklama; Topraklama elektrikli sistemlerin düzgün çalışabilmesi için ve elektriksel arızalarda can güvenliğini sağlamak açısından mutlaka yapılması gereken bir sistemdir. Elektrik, insanoğlu için vazgeçilmez güç olmasının yanında, statik elektrik önlemi alınmadığında/topraklama yapılmadığında kötü sonuçlar doğurabilecek bir enerji kaynağıdır. Tesislerin girişlerine statik yükü boşaltıcı statik elektrik levhaları ve topraklama sistemleri kurulur. Buralarda çalışan kişiler içeri girmeden önce ellerini bu statik yük boşaltıcı sisteme sürerek statik yüklerini boşaltır ve o şekilde çalışmaya başlarlar. Benzer sistem benzin istasyonlarında da vardır. Benzin boşaltımını yapacak olan tankerler topraklama maşası veya topraklama tamburu ile önce üzerlerindeki statik yükü boşaltırlar daha sonra yakıt boşaltım işlemini yaparlar. Akaryakıt yüklü araçlar ile cephane yüklü

araçların alt taraflarında aşağı doğru sarkıtılmış, oluşan statik elektriği toprağa akıtmak üzere yapılmış zincir ya da tel gibi metaller bulunmaktadır.

Ya da sıvı yakıt yüklü tankerlerin, tank içindeki dalgakıranlar aynı zamanda statik elektrik önleme tedbiri olarak da sayılabilir.

Yıldırım Etkilerine Karşı Topraklama Önlemleri: Yıldırımdan korunma için yüksek gerilim topraklama tesisi kullanılmalıdır. Bütün aşırı gerilim koruma düzenlerinin, toprağa boşalma yolunun direnç ve endüktansı olabildiğince küçük tutulmalıdır. Bu sebeple topraklama elektroduna bağlantı mümkün olduğu kadar düz, köşe yapmadan ve en kısa yoldan yapılmalıdır. Yapıların yıldırım etkilerine karşı koruma önlemleri için ilgili standartlara ( TS 622,TS IEC 61024 ve TS IEC 60364-4-443 vb ) ve diğer ilgili mevzuatta ( Bayındırlık Bakanlığı Teknik İşler Şartnamesi Yıldırımlık tesisatı kısmı vb) belirtilen hususlara da uyulacaktır. Parlayıcı ve patlayıcı ortamlarda alınacak ek topraklama önlemleri için ilgili standartlarda (Örneğin EN 60079-14 vb ), tüzük ve genelgelerde belirtilen hususlara uyulacaktır.

EŞ POTANSİYAL TOPRAKLAMA

Eş Potansiyel Topraklama Sistemi; Topraklamada en güvenli sistem eş potansiyel sistemdir. Bu sistemde tüm topraklamalar, tüm metal bölümler eş potansiyel baraları ile birbirine irtibatlanır Tesis içerisinde herhangi iki noktada oluşabilecek gerilim farkı önlenmiş ve tüm noktalarda eş potansiyel sağlanmış olur.

ANİ AŞIRI GERİLİMİN ZARARLARI

Fabrikalar İçin "Ani Aşırı Gerilimin Meydana Getirdiği Zararlar"

• Elektronik cihazlarda kart yanmaları ve lojik kontrollü cihazlarda program silinmeleri,
• Endüstriyel sistemlerde ölçüm-kontrol sistemlerinin durması sonucu zararlı maddelerin sızması,
• Robotik sistemlerin kontrolden çıkması sonucu zarar ve aksamaların oluşması,
• Telefon santrallerinin hasar görmesi sonucu haberleşmenin durması,
• Ekipman arızalarına bağlı olarak üretim kayıpları ve verimliliğin düşmesi,
• Pahalı ekipmanların zarar gördüğü için yenilenmesi,
• Fabrikalarda imalatın durması (Özellikle Bilgisayar destekli imalatın CAD-CAM'lerin bulunduğu tesisler).
• "Özetle Para ve Üretim Kaybı ! " Müstakil Binalar ve Okullar İçin " Aşırı Gerilimin " Meydana Getirdiği Zararlar
• Elektronik cihazlarda( Televizyon ,VCD,DVD Player, Bilgisayar v.b.) hasarlara,
• Buzdolabı,çamaşır ,bulaşık makinaları ve mikrodalga fırınların elektronik kartlarının yanmasına ,
• Uydu sistemlerinin ( LNB , Receiver ) yanmasına,
• Telefon sisteminin hasar görmesi sonucu iletişimin kesilmesi.
Hastaneler İçin "Ani Aşırı Gerilimin " Ani Aşırı Gerilimin Meydana Getirdiği Zararlar
• Ellektronik cihazlarda kart yanmaları ve lojik kontrollü cihazlarda program silinmeleri,
• Hastanelerde kullanılan tıbbi elektronik cihazlarda, yaşam destek ünitelerinde, hasara, aksamalara ve yanlış veriler üretilmesi,
• Laboratuar cihazlarının bozulması, doğru olmayan test ve ölçümlerin yapılması,
• Elektronik cihazlarda hasar ve aksamaların oluşması,
• Telefon santrallerinin hasar görmesi sonucu haberleşmenin durması.

Aşırı Gerilim Koruma Sistemi Nasıl Çalışır ?

Alçak gerilim sisteminde fazlarla nötr ve nötr ile toprak arasına bağlanan aşırı akım darbe koruyucuları, darbe gelmesi durumunda açık devre durumundan iletime geçerek aşırı akımı kendi üzerlerinde söndürürler.

UPS olduğu halde hala aşırı gerilim darbe koruma sistemi kullanmalı mısınız ?

Birçok UPS sistemi içinde ufak bir alçak geçiren süzgeç bulunur. Bu süzgeç sadece radyo frekans girişimlere karşı koruma sağlar. Fakat hasar oluşturabilen daha büyük genlikli ani aşırı gerilimlere karşı koruma sağlamayacağı gibi birçok UPS sistemi aşırı yüklenmelerde, arızalarda veya rutin bakımlarda by-pass bağlantısı ile devre dışı bırakılırlar.

TEMEL TOPRAKLAMASI

Temel Topraklaması; en sağlıklı topraklama yöntemlerinden biridir. Binaların henüz inşaatın başlangıcında temel aşamasında iken temel topraklamasına başlanması gerekir. Temelde inşaat demirleri arasından döşenen galvaniz iletken ile yapılır. Bu iletken belirli aralıklarla inşaat demirlerine bağlanır. Yine belirlenen birkaç noktadan topraklama iletkeninden uçlar dışarı çıkarılıp bağlantı filizi olarak bırakılır. Bu uçlar eşpotansiyel topraklama baralarına bağlandıktan sonra topraklanmak istenen tüm sistemler bu baralara bağlanarak topraklanmış olurlar.

Temel Topraklayıcı kapalı bir ring şeklinde yapılmalıdır ve binanın dış duvarlarının temellerine veya temel platformu içine yerleştirilmelidir. Çevresi büyük olan binalarda temel topraklayıcı 20x20 m’lik gözlere bölünmelidir. Her birkaç metrede bir inşaat demirlerine bağlantı yapılmalıdır.

iletken seçiminde dikkate alınacak hususlar şunlardır: Yönetmelikte galvanizli şerit önerilmektedir. Gerçekten de betonarme, demir ile ayni esaslı malzeme olduğundan, korozyon riski taşımaz ve dolayısıyla en uygun malzemedir. Öte yandan, ülkemizdeki galvanizli şeritler 4 ilâ 6 m civarında boylarda olup, ancak özel siparişlerle 20 ilâ 30 m'lik boylarda da üretilmektedir. Boy kısaldıkça ek malzemesi daha fazla gerekmekte, bu da tesisatın yapımında isçilik ve malzeme fiyatlarında artışa sebep olmaktadır. Ayrıca, çok ek, çok problem demektir ve isin kalitesini düşüren bir etken olarak karsımıza çıkar.

Diğer bir gerçek de, piyasadaki galvanizli çeliklerin Avrupa'daki kalitede olmamasıdır. Genelde çeşitli hurda malzemeden haddelenen çelik şeritler, üzerlerine yapılan çinko kaplamayı tam kabullenmemekte, çok küçük bükümlerde bile kırılmakta veya üzerindeki kaplama kalkmaktadır.

Ancak temel topraklama hâlâ tam anlaşılmamakta, kimileri sadece betonarme demirlerinin topraklama elektrodu olarak kullanılmasının ve elektriksel olarak birleştirilmesinin yeterli olacağını sanmaktadır. Halbuki temel topraklaması yeterli değil, gerekli bir koşuldur. Dolayısıyla ilâve topraklama gerekebilir.

Topraklama tesisatının direnci yeteri kadar küçük değilse, betonarmeden toprağa çıkan iletkenler ile temel etrafında toprak içine yapılacak ek topraklama birleştirilerek uygun direnç sağlanmalıdır.

Uygulamacılar, yürürlükte olan Topraklama Yönetmeliği’ni daha iyi değerlendirilmeli, kaliteli, kalıcı ve esnek çözümler üretmelidir. Unutulmamalıdır ki, topraklama bir kez yapılacak ve geri dönüsü çok verimsiz olan bir uygulamadır. Mal ve can güvenliği açısından bu kadar önem taşıyan bir konuda, ucuz ve basit çözümlerden kaçınmalıyız.

İletken seçiminde toprak içi korozyon şartlarının beton içinden daha ağır olduğu düşünülmeli ve ilerde bir problem durumunda temel altına veya yapı çevresine bir daha dönülemeyeceği unutulmamalıdır. Bu uyarıyı dikkate alarak, toprak içinde bakir iletken kullanmak en iyi çözüm gözükmektedir.

Galvanizli çelik şerit iletkenler de topraklama elektrodu olarak kullanılabilir. Ancak ek ve malzeme kalitesinden hiç taviz verilmemelidir.

Topraklama Tesisatı Nasıl Gerçekleşir?

Yüzeysel topraklayıcılar 0,5 mt. ile 1 mt. arasında bir derinliğe yerleştirilmelidir. Bu mekanik olarak yeterli bir güvenlik sağlar. Yönetmeliğe uygun olarak topraklanmış ve inşaatın bir birimini oluşturan metal iskelet, bu iskelete doğrudan bağlanan toprak bölümleri için topraklama iletkeni olarak kullanılabilir. Sonuç olarak, bütün iskelet yapısının iletken kesiti yeterli olmalı ve bütün ek yerleri elektriksel iletkenlik ve mekanik bağlantı bakımından güvenli olmalıdır. Büyük metal iskelet yapılar, topraklama sistemine yeterli sayıda (en az iki) noktada bağlanmalıdır.

Topraklama Tesislerinde Ölçüm ;

Toprak Özdirencinin Ölçülmesi: Toprak yayılma direncini veya topraklama empedansını önceden belirlemek amacıyla toprak özdirencinin ölçülmesi, bu direncin çeşitli derinlikler için tespit edilmesini sağlayan "Dört Sonda Yöntemi" (örneğin,Wenner Yöntemi) ile yapılmalıdır.

Dokunma Gerilimlerinin Ölçülmesi ; Dokunma gerilimlerinin ölçülmesi için, akım - gerilim ölçme yöntemi kullanmak zorunludur.

Topraklama Bakım ve Periyodik Kontrolleri için Bakım Bölümümüzle İrtibata geçebilirsiniz. Bakım ekibi size topraklama tesisatınızdaki; Topraklama Direnç Ölçümü ve Topraklama Ölçüm raporlarını vererek, tesisinizde alınması gereken ek topraklama önlemleri var ise bununla ilgili danışmanlık hizmeti de sunacaktır. Bakım bölümümüze irtibata geçmek için topraklama@efsane.com.tr adresine mail atmanız yeterlidir.