Elektrik mühendisliği dünyasında, güç sistemlerinin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak en önemli unsurdur. Bunun kritik bir yönü, topraklama ve bağlama sistemlerinin doğru uygulanmasıdır. Bu makale, topraklama ve bağlamanın temel kavramlarını ve uygulamalarını ele alarak, elektrik tesisatlarında güvenliği ve sistem bütünlüğünü korumadaki önemlerine odaklanmaktadır.
Topraklama hem insanları hem de ekipmanı elektrik arızalarından korumak için tasarlanmış önemli bir güvenlik önlemidir. Elektrik sistemi ile toprak arasında doğrudan fiziksel bir bağlantı oluşturmayı içerir, bu da elektrik çarpmasını önlemeye ve elektrikli ekipmanın güvenli çalışmasını sağlamaya yardımcı olur.
Koruyucu topraklama, arıza akımlarını kullanıcılardan ve ekipmandan uzaklaştırarak güvenliği artırmadaki rolünü anlamak için incelenir. Topraklamanın önemi, çeşitli uygulamaları ve gerektiğinde geçici topraklama önlemlerinin uygulanmasında yer alan prosedürler aracılığıyla vurgulanır.
Daha sonra, bağlama kavramı tanıtılır ve elektrik sistemlerindeki amacı ve önemi tanımlanır. Farklı bağlama türleri ve bunların uygulanması, bunların kullanımını yönlendiren düzenleyici standartlarla birlikte ele alınır. Pratik örnekler, bağlamanın gerçek dünya senaryolarında uygulanmasını gösterir.
Ek olarak, makale, belirli bir alandaki tüm iletken parçaların aynı potansiyelde olmasını sağlayarak kritik bir güvenlik katmanı sağlayan ve böylece elektrik çarpması riskini azaltan eş potansiyel topraklama matlarını ele almaktadır. Amaçları, işlevleri ve faydaları, pratik örneklerle desteklenerek incelenmektedir.
Son olarak, tartışma trafo merkezlerinin tasarımında ve işletiminde önemli bir bileşen olan trafo merkezi topraklama ağına kadar uzanıyor. Trafo merkezi topraklama ağlarının amacı, işlevi ve tasarım hususları, bileşenlerinin incelenmesi ve bunların uygulanmasına ilişkin pratik örneklerle birlikte ayrıntılı olarak açıklanıyor.
Bu makale, bu konuları kapsamlı bir şekilde ele alarak, topraklama ve bağlama prensipleri ile bunların elektriksel güvenlik ve sistem güvenilirliğini sağlamadaki uygulamaları hakkında kapsamlı bir anlayış sağlamayı amaçlamaktadır.
İçindekiler Tablosu:
1. Topraklama Nedir?
Topraklama, topraklama olarak da bilinir, elektrik mühendisliğinde temel bir güvenlik önlemidir. Elektrikli ekipmanın metalik parçalarını toprağa bağlamayı, arıza akımlarının güvenli bir şekilde toprağa akması için bir yol oluşturmayı içerir.
Bu bağlantı, hem insanları hem de ekipmanı elektrik şoklarından ve elektrik arızalarından kaynaklanan hasarlardan korumaya yardımcı olur.
2. Topraklama Türleri
Topraklama, elektrik sistemlerinde ve cihazlarda güvenli çalışmayı sağlamak için kritik bir önlemdir. Topraklama, insan hayatı için büyük bir önem taşır ve kanuni bir zorunluluktur. Elektrik uygulamalarında bu konuya dikkat etmek, hem insan güvenliğini hem de ekipmanın dayanıklılığını sağlar. Topraklama türleri amacına göre farklı şekillerde sınıflandırılabilir: Aşağıda sırasıyla Sistem, Fonksiyonel ve Koruyucu topraklama türlerini inceleyeceğiz...
2.1 Sistem Topraklaması
Sistem topraklaması, güç sisteminin nötr noktasının topraklanması anlamına gelir. Bu tür topraklama, tüm elektrik sisteminin kararlılığını ve güvenliğini sağlar. Nötr noktanın topraklanmasıyla, sistemde meydana gelen herhangi bir arıza güvenli bir şekilde toprağa dağıtılabilir ve elektrik çarpması ve ekipman hasarı riski en aza indirilir.
Sistem topraklamasının temel yönleri şunlardır:
Nötr Topraklama: Bir trafo veya jeneratörün nötr noktasını toprağa bağlamak.
Katı Topraklama: Nötr noktayı herhangi bir empedans olmadan doğrudan toprağa bağlamak.
Direnç Topraklama: Hata akımlarını sınırlamak için nötr nokta ile toprak arasına bir direnç kullanmak.
Reaktans Topraklama: Hata akımlarını kontrol etmek ve voltaj artışını sınırlamak için nötr noktayı topraklamak için bir reaktans (endüktör) kullanmak.
2.2 Fonksiyonel Topraklama
Fonksiyonel topraklama, elektrik sisteminin düzgün çalışmasını sağlamak için elektrik tesisatının belirli parçalarının topraklanmasını içerir. Bu tür topraklama, elektronik ekipman ve sistemlerin doğru çalışması için gereklidir.
Fonksiyonel topraklamanın temel bileşenleri şunlardır:
Temel Bileşen #1 – Operasyonel İstikrar: Referans voltaj seviyesi sağlanarak hassas ekipmanların stabil çalışmasının sağlanması.
Temel Bileşen #2 – EMI/RFI Koruması: Ekranlama ve diğer bileşenleri topraklayarak elektromanyetik paraziti (EMI) ve radyo frekansı parazitini (RFI) azaltmak..
Temel Bileşen #3 – Sinyal Bütünlüğü: Karmaşık elektrik sistemlerinde iletişim ve kontrol sinyallerinin bütünlüğünü korumak.
Şekil 1 – Kapasitör bankasının topraklanmasına bir örnek
2.3 Koruyucu Topraklama
Koruyucu topraklama, elektrikli ekipmanın akım taşımayan metal parçalarını toprağa bağlayan bir güvenlik önlemidir. Birincil amaç, herhangi bir arıza akımının doğrudan toprağa akmasını sağlayarak insanları elektrik çarpmalarından korumak ve elektrik yangınlarını önlemektir.
Koruyucu topraklamanın temel bileşenleri şunlardır:
Temel Bileşen #1 – Güvenlik: Arıza akımlarının toprağa akması için bir yol sağlayarak elektrik çarpmasına karşı koruma sağlar.
Temel Bileşen #2 – Arıza Akımı Yolu: Canlı bir telin ekipmanın metal bir parçasına dokunması durumunda akımın bir kişiden ziyade toprağa akmasını sağlar.
Temel Bileşen #3 – Ekipman Koruması: Arıza akımlarını güvenli bir şekilde dağıtarak ekipmana zarar gelmesini önler.
Temel Bileşen #4 – Uyumluluk: Elektrik güvenliği yönetmeliklerine ve standartlarına uyar, elektrik tesisatlarının kullanım için güvenli olmasını sağlar.
Şekil 2 – Koruyucu topraklama ve insan güvenliği örneği
2.4 Koruyucu Topraklama Senaryoları
Şekil 2, elektrikli ekipmanın metalik gövdesinin topraklandığı koruyucu topraklama kavramını göstermektedir. Bu, metalik gövde akım taşımasa da bir arıza meydana geldiğinde tehlike oluşturabileceğinden önemli bir güvenlik önlemidir.
Senaryo Açıklamaları:
Senaryo #1 – Metalik Muhafaza Topraklaması: Metalik olan ve normalde akım taşımayan elektrikli ekipmanın gövdesi toprağa bağlıdır.
Senaryo #2 – Yalıtım Hatası: Faz telinin yalıtımının hasar gördüğünü ve faz iletkeninin metalik muhafaza ile doğrudan temas ettiğini düşünün.
Senaryo #3 – Muhafazanın Canlı Olması: Bu durumda, muhafaza canlı hale gelir, faz voltajıyla aynı potansiyeli alır ve ciddi bir elektrik çarpması tehlikesi oluşturur.
Senaryo #4 – Topraklanmış Ekipman: Ekipman düzgün bir şekilde topraklanırsa, arıza akımı muhafazaya dokunabilecek bir kişiden ziyade toprak bağlantısından akacaktır.
Senaryo #5 – Arıza Akımı Yolu ve MCB Çalışması:
Hata akımı en az dirençli yolu izleyecektir. Muhafaza topraklanmış olduğundan, bu yol topraklama kablosundan geçecektir.
Yüksek hata akımı, Minyatür Devre Kesici (MCB) gibi bir koruyucu cihaz tarafından tespit edilecektir. MCB, güç kaynağını izole ederek ve daha fazla tehlikeyi önleyerek tetiklenecektir.
Senaryo #5 – Güvenliğin Sağlanması: Bir kişi panele dokunursa, akım kişinin vücudundan değil, düşük dirençli toprak bağlantısından akacaktır. Bu, elektrik çarpması riskini önemli ölçüde azaltarak kişinin güvenliğini sağlar.
Şekil 3 – Topraklanmış alt terminalleri ve yalıtımlı uçları olan 144 kV Yıldırımdan Korunma Cihazları
3. Koruyucu Topraklama Mekanizması
Koruyucu topraklama, elektrik sistemlerinde ve cihazlarda güvenli çalışmayı sağlamak için kritik bir önlemdir.
Normal Durum: Normal çalışma koşullarında, elektrikli ekipmanın metalik gövdesi toprağa bağlı olduğundan toprak potansiyeline (0 volt) sahiptir.
Arıza Durumu: Canlı bir iletkenin yalıtımı bozulduğunda ve canlı iletken metalik muhafazaya temas ettiğinde, muhafaza canlı hale gelir.
Toprak Bağlantısı: Toprak bağlantısı, arıza akımının toprağa düşük dirençli bir yola sahip olmasını sağlar. Bu yol, MCB'ler gibi koruyucu cihazlar tarafından arızanın hızlı bir şekilde tespit edilmesi ve izole edilmesi için çok önemlidir.
Koruyucu topraklama, elektrik sistemlerinde güvenli çalışmanın temel taşlarından biridir. Elektrik uygulamalarında bu önemli konuya dikkat etmek, hem insan güvenliğini hem de ekipmanın dayanıklılığını sağlar.
Doküman: | Practical Guide to Electrical Grounding by Erico |
Format: | |
Boyut: | 3.52 MB |
Sayfa | 131 |
İndirme: |
Comments