Kapsamlı Bir Yerleştirme Sistemleri Rehberi

Bir topraklama sistemi, ayrıca bir yerleştirmeye bağlanan elektrik güç sisteminin belirli kısımlarını genellikle Dünya'nın iletken yüzeyi ile güvenlik ve işlevsellik amacıyla bağlar. Topraklama sisteminin seçimi, kurulumun güvenliğini ve elektromanyetik uyumluluğunu etkileyebilir. Ülkeler arasında topraklama sistemleri için düzenlemeler değişebilir, ancak çoğu Uluslararası Elektroteknik Komisyon (IEC) önerilerini takip eder. Bu makalede, farklı topraklama sistemlerini, avantajlarını ve dezavantajlarını, nasıl tasarlanacağını ve kurulacağını açıklayacağız.

Topraklama Sistemi Nedir?

Bir topraklama sistemi, hatanın veya arızanın olması durumunda elektriksel akımın toprağa akması için düşük-dirençli bir yol sağlayan bir dizi iletken ve elektrot olarak tanımlanır. Bu, birkaç nedenle önemlidir:

• Ekipman koruması: Bir topraklama sistemi, ekipmanların aşırı gerilim veya kısa devre durumlarından kaynaklanan hasarlardan korunmasına yardımcı olur. Ayrıca yakındaki yıldırım darbeleri veya anahtarlama işlemlerinden kaynaklanan statik yüklenme ve güç patlamalarını da önler.

• Kişi koruması: Bir topraklama sistemi, elektrik kurulumlarının maruz kalan metal parçalarının toprakla aynı potansiyelde olmasını sağlayarak elektrik şok tehlikesini önler. Ayrıca, hata durumunda beslemeyi kesen devre kesicileri veya artan akım cihazları (RCD'ler) gibi koruyucu cihazların çalışmasını kolaylaştırır.

• Referans noktası: Bir topraklama sistemi, elektrik devreleri ve ekipmanları için bir referans noktası sağlar, böylece toprakla güvenli bir gerilim seviyesinde çalışabilir. Bu, yük tarafından kullanılmayan herhangi bir elektrik enerjisinin toprağa güvenli bir şekilde dağıldığından emin olur.

Topraklama Sistemleri Türleri

BS 7671 beş tür topraklama sistemi listeler: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C ve IT. Harfler T ve N şu anlamlara gelir:

• T = Toprak (Fransızca Terre kelimesinden)

• N = Nötr

Harfler S, C ve I şu anlamlara gelir:

• S = Ayrı

• C = Birleştirilmiş

• I = İzole

Topraklama sisteminin türü, enerji kaynağı (bir dönüşümcü veya bir jeneratör gibi) toprakla nasıl bağlandığına ve tüketici toprak terminalinin kaynağa veya yerel bir toprak elektrotuna nasıl bağlandığına bağlıdır.

TN-S Sistemi

Bir TN-S sistemi, Şekil 1'de gösterildiği gibi, enerji kaynağının nötr kısmı sadece bir noktada, mümkün olduğunca kaynağa yakın toprakla bağlantılıdır. Tüketici toprak terminali genellikle dağıtıcının servis kablosunun metali çit ya da zırhına bağlanır.

Şekil 1: TN-S Sistemi

TN-S sisteminin avantajları şunlardır:

• Koruyucu cihazların hızlı işlemesini sağlamak için hata akımları için düşük bir impedans yolu sağlar.

• Tüketici kurulumunun içinde nötr ve toprak arasındaki herhangi bir potansiyel farkı önler.

• Ortak mod akımları nedeniyle elektromanyetik interferans riskini azaltır.

TN-S sisteminin dezavantajları şunlardır:

• Ayrı bir koruyucu iletken (PE) gerektirir, bu da tesisat maliyetini ve karmaşıklığını artırır.

• Servis kablosunun metali çiti veya zırhına aşınma veya hasar oluşabilir, bu da etkinliğini tehlikeye atabilir.

TN-C-S Sistemi

Bir TN-C-S sistemi, Şekil 2'de gösterildiği gibi, dağıtım ana hattının besleme nötr iletkeni kaynağında ve hattın uzunluğunda aralıklarla toprakla bağlantılıdır. Bu genellikle koruyucu çoklu topraklama (PME) olarak adlandırılır. Bu düzenlemeye göre, dağıtıcının nötr iletkeni aynı zamanda tüketici kurulumunda oluşan toprak hata akımlarını güvenli bir şekilde kaynağa geri döndürmek için de kullanılır. Bunu gerçekleştirmek için, dağıtıcı bir tüketici toprak terminali sağlayacak, bu terminal gelen nötr iletkenle bağlantılı olacaktır.

Şekil 2: TN-C-S Sistemi

TN-C-S sisteminin avantajları şunlardır:

• Besleme için gereken iletken sayısını azaltır, bu da tesisat maliyetini ve karmaşıklığını düşürür.

• Koruyucu cihazların hızlı işlemesini sağlamak için hata akımları için düşük bir impedans yolu sağlar.

• Tüketici kurulumunun içinde nötr ve toprak arasındaki herhangi bir potansiyel farkı önler.

TN-C-S sisteminin dezavantajları şunlardır:

• İki toprak noktasının arasına nötr iletkenin bir kırılması durumunda, maruz kalan metal parçalardaki dokunma geriliminin artmasına neden olabilir, bu da elektrik şoku riski oluşturabilir.

• Farklı noktalarda toprağa bağlanmış metal borular veya yapıların içinden istenmeyen akımların akmasına neden olabilir, bu da aşınma veya interferans sonucu olabilir.

TT Sistemi

Bir TT sistemi, Şekil 3'te gösterildiği gibi, hem kaynak hem de tüketici kurulumu ayrı elektrotlar aracılığıyla toprakla bağlantılıdır. Bu elektrotlar arasında doğrudan bağlantı yoktur. Bu tür topraklama sistemi üç fazlı ve tek fazlı kurulumlar için uygundur.

Şekil 3: TT Sistemi

TT sisteminin avantajları şunlardır:

• Nötr iletkenin kırılması veya canlı iletkenlerin toprağa bağlı metal parçalarla teması nedeniyle elektrik şoku riskini ortadan kaldırır.

• Farklı noktalarda toprağa bağlanmış metal borular veya yapıların içinden istenmeyen akımların akmasına engel olur.

• Toprak elektrotlarının konumu ve türünün seçilmesinde daha fazla esneklik sağlar.

TT sisteminin dezavantajları şunlardır:

• Her kurulum için etkili bir yerel toprak elektrotu gerektirir, bu toprak koşullarına ve mekan kullanılabilirliğine bağlı olarak zor veya pahalı olabilir.

• Hatanın durumunda güvenilir bir koparıcılık sağlamak için RCD'ler veya voltajlı ELCB'ler gibi ek koruma cihazları gerektirir.

• Daha yüksek bir toprak döngüsü impedansı nedeniyle maruz kalan metal parçalardaki dokunma gerilimlerini artırabilir.

TN-C Sistemi

Bir TN-C sistemi, Şekil 4'te gösterildiği gibi, nötr ve koruyucu fonksiyonların tüm sistem boyunca tek bir iletken üzerinde birleştirilmiştir. Bu iletken PEN (koruyucu toprak nötr) olarak adlandırılır. Tüketici toprak terminali doğrudan bu iletkenle bağlantılıdır.

Şekil 4: TN-C Sistemi

TN-C sisteminin avantajları şunlardır:

• Besleme için gereken iletken sayısını azaltır, bu da tesisat maliyetini ve karmaşıklığını düşürür.

• Koruy