Akım Kesme Gerilimi Nedir ve Düşük Gerilim Sistemlerinde Neye Sebep Olur?

Arıza Aktarım Gerilimi

Düşük gerilim dağıtım sistemlerinde, kazanın meydana geldiği nokta ve sistemin arızalı noktası aynı yerde olmayan bir tür kişisel elektrik şoku kazası bulunmaktadır. Bu tür kaza, başka bir yerde toprak arızası oluştuğunda, oluşan arıza geriliminin PE kablosu veya PEN kablosu aracılığıyla diğer ekipmanların metal kaplamalarına iletilmesi nedeniyle meydana gelir. Ekipmanın metal kaplamasındaki arıza gerilimi insan vücut güvenli gerilimden yüksek olduğunda, insan vücut bu metal kaplama ile temas halinde elektrik şoku kazası ortaya çıkar. Bu arıza gerilimi başka bir yerden aktarıldığı için, aktarım arıza gerilimi olarak adlandırılır.

Aktarım arıza geriliminin toprak arızası noktasını ve kazayı aynı yerde olmamasına neden olan iki ana nedenden bahsedilebilir:

• Orta gerilim sistemindeki bir toprak arızası, düşük gerilim sisteminde aktarım arıza gerilimi oluşturur;

• TN sistemindeki bir cihazın kaplamasının başarısız olması ve canlı hale gelmesi, tüm diğer elektrikli aletlerin kaplamalarında aktarım arıza gerilimi oluşturur;

1. Düşük Gerilim Sistemi ile Düşük Gerilim Sistemine Arıza Aktarım Gerilimi

TN sisteminde, tüm elektrikli aletlerin kaplamaları birbirine bağlıdır. Bu durumda, eğer bir cihaz başarısız olup kaplaması canlı hale gelirse, diğer cihazlarda da yere potansiyel farkı oluşacak ve bu da aktarım arıza gerilimi oluşturacaktır.

Düşük gerilim topraklama sisteminin türü TN sistemidir. Düşük gerilim tek fazlı çıkış hat devresinde tek fazlı toprak arızası olduğunda, toprak arızası akımı toprak arızası noktasından, yeryüzüne ve dağıtım transformatörünün topraklama direncinden geçerek transformatöre geri döner ve bir döngü oluşturur. Toprak arızası noktasındaki büyük direnç nedeniyle, arıza akımı küçüktür ve devre kesicinin çalışması için yeterli değildir. Arıza akımı dağıtım transformatörünün topraklama direncinden geçer ve bu topraklama direnç üzerinde bir arıza gerilimi oluşur. Bu arıza gerilimi, PE kablosu boyunca ekipmanların metal kaplamalarına iletilir, böylece aktarım arıza gerilimi oluşur ve elektrik şoku kazası meydana gelir.

2. Orta Gerilim Sisteminden Düşük Gerilim Sistemine Arıza Aktarım Gerilimi

Bir 10/0.4 kV dağıtım transformatörü, transformatör için koruma topraklaması ve düşük gerilim sistemi için çalışma topraklaması olmak üzere iki bağımsız topraklama cihazı sahibi olmalıdır. Ancak, topraklamayı basitleştirmek ve inşaat maliyetlerini azaltmak için, çoğu orta gerilim dağıtım transformatörünün koruma topraklaması, düşük gerilim sisteminin çalışma topraklaması ile tek bir toprak elektrotunu paylaşır. Bu, orta gerilim kısmında bir tank-kabuk arızası oluştuğunda, düşük gerilim sistem hatlarında hatta tüm ekipmanların kaplamalarında bile bir aktarım arıza gerilimi oluşacağını gösterir.

Bu arıza, temel olarak orta gerilim sistemindeki tek fazlı toprak arızasından kaynaklanır.

Dağıtım transformatöründe bir tank-kabuk arızası olduğunda, toprak arızası akımı oluşur. Eğer düşük gerilim sistemi TN topraklama yöntemini kullanıyorsa, PE kablosunun tekrar topraklanması, arıza akımını bölünmeye zorlar. Bir kısmı, transformatörün düşük gerilim sisteminin çalışma topraklama direnci üzerinden yere geri dönerken, diğer kısmı, PE kablosu boyunca tekrar topraklama direnci üzerinden yere geri döner ve daha sonra orta gerilim güç kaynağına ulaşır. Arıza akımı, düşük gerilim sisteminin çalışma topraklama direncinden geçerek, bu direnç üzerinde bir gerilim düşümü oluşturur. Bu, düşük gerilim sistemi güç kaynağı neutral noktasının yere olan potansiyel farkını oluşturur. Bu potansiyel fark, düşük gerilim dağıtım hatlarına yayılır ve aktarım aşırı gerilimi oluşur. TN topraklama sisteminde, bu aktarım aşırı gerilimi, PE kablosu aracılığıyla tüm düşük gerilim ekipmanlarının kaplamalarına kadar yayılabilir.

Arıza akımı büyüklüğü, çoğunlukla orta gerilim sisteminin topraklama yöntemi ve dağıtılmış kapasitans akımı üzerine bağlıdır. Aktarım arıza gerilimi büyüklüğü, hem orta gerilim hem de düşük gerilim sistemlerinin topraklama yöntemleriyle yakından ilişkilidir ve orta gerilim sisteminin topraklama yöntemi belirleyici rol oynar.

Arıza aktarım gerilimi büyüklüğü sıralaması: Küçük dirençli topraklama sistemi > Topraklanmamış sistem > Yüksüzleme bobini topraklama sistemi;
Orta gerilim sisteminin neutral noktasının küçük direnç üzerinden topraklanması ve düşük gerilim sisteminin TN topraklama yöntemini kullanması, elektrik şoku kazalarına daha yatkındır ve kullanıcıların kişisel güvenliği için önemli bir tehdit oluşturur.

Sonuç

• Aktarım arıza gerilimi, toprak arızası noktasını ve kazayı ikiye ayırır: 1) Orta gerilim sistemindeki bir toprak arızası, düşük gerilim sisteminde aktarım arıza gerilimi oluşturur; 2) TN sistemindeki başarısız ve canlı cihaz kaplaması, tüm diğer elektrikli alet kaplamalarında aktarım arıza gerilimi oluşturur;

• Bu iki aktarım arıza gerilimi tipi için, toprak arızası noktası ve elektrik şoku kazası noktası çakışmaz. Topraklama noktası tespit edilmesi zordur ve aktarım arıza gerilimi kazasının kök nedeni analiz etmek zordur. Ekipman metal kaplamaları aktarım arıza gerilimi ile yüklenince, insanların elektrik şoku riski bir dereceye kadar artar.