Topraklama hattı evlerimizdeki el aletlerinin gövdelerine priz üzerinden temas sağlar. Makine ve diğer techizatların gövdelerinde kaçak olduğu zaman toprağa geçiş sağlar. toprağa geçiş direnci ne kadar düşükse o kadar yüksek akım geçer. Bu durum sigortanın devreyi kesmesi için önemlidir.
Topraklama
En basit haliyle insanların güvenliği adına yapılan fazla elektron boşaltım işlemidir. Günlük hayatta kullandığımız ve evimizin hemen her köşesinde yer alan birçok cihaz elektrikle çalışır. Cihazın çalışmasını sağlayan elektrik aynı zamanda tehlike oluşumu için de bir etken olarak görülebilir. Bu tehlikenin önüne geçmek ve riski olabildiğince azaltmak adına topraklama sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen bu sistemde amaç gelen fazla akımı basit bir iletkenle birlikte toprağa yani sonsuz nötrlüğe iletmektir. Oluşturulan bu basit ve direnci düşük devre, cihaza gelen fazla akımı toprağa yönlendirecek ve kişinin herhangi bir çarpılma ile karşılaşma durumunu ortadan kaldıracaktır.
Elektrikle uğraşılan yerlerde topraklamanın yapılması bir zorunluluk haline getirilmiştir. Bu kurala uymayan işverenlere ve firmalara ciddi cezalar uygulanabilmektedir. Evlerinizde ise topraklaması olmayan ya da arızalı olan priz ve elektronik aletlerin kullanılmaması gerekmekle birlikte bu durum can güvenliği açısından oldukça önemlidir.
Topraklama Akımı Nasıl Hesaplanır?
Topraklama mekanizmasının aktif hale gelmesi için öncelikle prize fazla bir akımın gelmesi ve sigortanın devreye girmesi gerekmektedir. Örneğin elimizde 20 Amperlik bir sigortaya sahip olan topraklamalı priz mevcutsa, prize gelen 18 Amperlik bir akım cihazın düzgün bir şekilde çalışmasını sağlayacaktır. Fakat 18 Amper yerine prize 22 Amperlik bir akım gelseydi, bu durumda sigorta devreye kescek ve kaçak akım veya gövde üzerinde gerilim varsa topraklama ile toprağa yönlendirilecektir.
Evlerimizde bulunan ve standart özelliklerde olan prizlerimizde yaklaşık olarak 220-230 Voltluk bir gelirim mevcuttur. Yani elimizde bir Voltmetre ile prizin iki ucuna iletken değdirerek potansiyel farkı ölçecek olsak 220-230 arasında bir değerle karşılaşırız. Hemen herkesin bildiği ve ‘Vır’ şeklinde hafızalarımızda yer edinen Potansiyel Fark= Akım x Direnç formülüyle 220 Voltu toprak direncine bölersek, topraklama devresi üzerinden geçen akımı hesaplayabiliriz. Bu noktada toprak direnci ve bu direnç karşısında oluşacak olan topraklama akımı oldukça kritik bir önem taşımaktadır. Talebe göre topraklamanın daha düşük bir dirence sahip olması istenebilir. Bu durumda bazı yöntemler ile topraklama direncini düşürebiliriz.
Topraklama Direnci Nasıl Azaltılır?
Topraklama direncini azaltmak elektrik tesisatlarında aşağıdaki yöntemler uygulanabilir. Bu belirtilen yöntemlerle topraklama direncinin azaltılması mümkündür.
- Zemin olabildiğince ıslak ve hatta bataklık olmalı
- Zemin kumlu ise kum ıslak ve nemli olmalı
- Toprak sürülebilir olmalıdır
- Killi toprak veya balçıklı toprağın olması oldukça faydalı olacaktır
- Beton içindeki metalin çürümesi az, geçiş direnci düşük olur
- Bakır malzeme toprak içinde korozyana uğramaz, topraklama uygun malzemedir
- Bina temel demirlerine galvaniz şerit dönerek çıkan uçlar çatıya paratoner için ve panoya bağlanabilir
- Gem tozu gibi çeşitli kimyasallar kullanarak topraklama geçiş direnci düşürülebilir.
Eğer bu durumlar doğal olarak mevcut değilse, toprağın ıslaklık başlayan yerine elektrot gömülür ya da toprak dışarıdan müdahale ile ıslatılabilir. Ayrıca kumla karışık kil ya da balçık ile çakıl taşlarının mevcut olduğu bir toprak çeşidi kullanılabilir.
Topraklama Yaparken Nelere Dikkat Edilmelidir?
Topraklama işlemi ileride oluşacak birçok probleme yönelik çözüm niteliğinde olmasına rağmen yapılırken de ciddi anlamda önlem gerektiren bir uygulamadır. Topraklama sisteminin yapılması sırasında birçok kişi dikkatsizlikten hayatını kaybetmiş ya da büyük kazalar yaşamıştır. Aşağıda bulunan maddeler topraklama işlemi sırasında dikkat edilmesi açısından ciddi anlamda önem arz eden maddelerdir.
- Topraklamaya başlamadan önce şalterleri kontrol edin hatta sizden sonra birisine daha kontrol etmesi açısından ricada bulunun
- Mevcut olması durumunda kauçuk eldiven kullanın
- Şalterler kapalı olsa dahi yanınızda mutlaka bir kontrol kalemi bulundurun ve aralıklarla elektrik hattının kontrolünü gerçekleştirin
- Sıfırlama işlemini yaparken nötr ile faz arasındaki ayrıma dikkat edin ve olası bir yanlışlığa karşı önlem alın
Topraklama Tesisatı Yapılma Şekilleri Nelerdir?
Topraklama tesisatı yapılırken farklı yollara başvurulabilir. Örneğin yapılacak olan bir topraklama işlemi çubuk elektrotlar ile ortaya çıkarılırken diğer bir topraklama ise levha elektrotlar ile yapılan topraklamadır. Bunun dışında yapılabilen ve ülkemizde en sık rastlanılan topraklama çeşitlerini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
- Şerit elektrot ile yapılabilecek topraklama
- Kazayağı şeklinde yapılabilen topraklama
- Yer altında bulunan su boruları ile yapılan topraklama
- Metal elektrotlar ile yapılan topraklama
- Levha elektrotu ile yapılan topraklama
- Bina ihata elektrotu ile yapılacak olan topraklama
- Çubuk elektrotlar ile yapılabilen topraklama
Bu topraklama çeşitleri genel olarak uzmanlar tarafından belirlenmektedir. Kişi evinin ya da iş yerinin konumuna göre en uygun topraklama yönteminin seçilmesini talep eder. Gerçekleştirilen işlemler sonucunda en uygun topraklama belirlenir ve o topraklama çeşidine yönelik çalışmalar başlar. Profesyonel yardım alınmadan yapılacak olan topraklama işlemlerinin baştan savma bir şekilde ilerleme ihtimali oldukça fazla olup, bu gibi durumlarda insanlar onlarca sorunla karşılaşmaktadır.
Topraklama Nasıl Yapılır?
Cihaza gelen elektriğin herhangi bir risk oluşturmaması adına cihaza ek olarak üçüncü bir sarı yeşil kablo iletken devreye takılır. Bu devre gerekli durumlarda fazla akımı kendi üzerinden toprağa iletmekle görevlidir.
Evlerimizde ve yaşam alanlarımızda kullandığımız prizlerde topraklamanın bulunması gerekmektedir.
Standart bir şekle sahip olan prizlerde iki giriş bulunmaktadır. Bu girişlerden birisi faz kablosu, diğeri ise nötr kablodur. Bu iki girişe bağlı olan kablolara ek olarak topraklamalı prizlerde üçüncü bir sarı yeşil iletken devre daha bulunur. Topraklama adı verilen bu üçüncü devre genellikle prizlerin iç ve kenar kısımlarında yer alan, kenara doğru itilebilen bir mekanizmadır. Bu mekanizmalar doğrudan cihaza giden elektriğe bağlı olup sürekli kontrol mekanizması şeklinde nitelendirilir. Fakat unutulmamalıdır ki, prizin iç kısmında bulunan bu topraklama mekanizmaları zamanlar şekil değiştirerek ya da kırılarak işlevini yerine getiremez bir hal alabilir. Bu gibi durumlarda oldukça dikkatli olunmalı ve prizlerin iç kısımlarında bulunan topraklama mekanizmaları düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Prizlerin iki girişin hemen yukarı kısmına bulunan uzun bir iletken çubuk, cihazlarınızın fişlerinde oluşturulan bir boşluğa denk getirilmiştir. Bu priz çeşitleri önceleri zor bulunsa da son 2-3 yıl içerisinde yaygın olarak kullanılmakta ve üretilmektedir.
Prizlerde yer alan ve genellikle prizin iç kenarlarında ya da hemen deliklerin yukarısında bulunan iletken topraklama mekanizması, bina etrafında toprağa yerleştirilmiş halde bulunan bakır çubuklara ya da levhalara dolaylı bir şekilde bağlıdır. Gerekli durumlarda fazla akım cihaza gitmeden bu sistemle birlikte bakır iletkene gönderilir ve sonsuz nötrlüğe sahip toprağa iletilir. Bunun sonucunda ise hem tehlike ortadan kalkar hem de cihazın zarar görme ihtimali kalmaz.
Elektrik tesislerinde topraklama hattının görevi; elektrikli cihazları kullananların can ve mal güvenliğini sağlamak, elektronik cihazların arızalanmasını önlemek ve sistemi güvenli bir şekilde çalışır durumda tutmaktır. Üretim tesisleri, fabrikalar, özel işletmeler, okullar, askeri tesisler, konutlar kısaca elektrik enerjisi kullanılan tüm yapılarda elektrik tesisat hatlarında herhangi bir problemle karşılaşmamak ve olası tehlikelerin önüne geçebilmek için topraklama tesisatının yapılması önemlidir.
Elektrik sisteminde, tesisatın akım derecesinde bir toprak kısa devresi (nötr direkt topraklı şebekelerde) veya bir toprak kaçağında (nötr izoleli şebekede) arıza noktasından toprağa yayılan akım, gerilim altında olmaması gereken tesisat kısmında ve toprak kitlesi üzerinde bir gerilim düşümü meydana getirir. Bu da civardaki canlılar için adım geriliminden dolayı öldürücü sonuçlar doğurabilir. Bu sebeple elektrikli cihazların gövdeleri gibi gerilim altında olmaması gereken yerlerde oluşan gerilimi toprağa iletmeleri için topraklama yapılır. Bu vesile ile oluşan ani ve fazla akım ve gerilim toprağa akarak olası can ve mal kayıplarının önüne geçer. Toprağa kaçan bu akım koruma elemanı olan sigorta değerinden büyük ise sigorta devreyi keser, koruma sağlanır; küçük ise sigorta devreyi kesmez risk devam eder. bu durumda koruma elemanı olarak 30 mA lık kaçak akım rölesi kullanılması zorunludur.
Topraklama; şebeke gerilimi altında olmayan bütün tesisat kısımlarının, uygun iletkenlerle toprak kitlesi içerisine yerleştirilmiş bir iletken cisme bağlanmasıdır, şeklinde tanımlanır. Canlıların emniyetini sağlamak amacı ile tesisatın akım devresine ait olmayan kısımlarının (elektrikli cihazların metal gövdeleri gibi) topraklanmasına koruma topraklaması denir.
Orta gerilim dağıtımında nötr (işletme topraklaması) yoktur, direkt üç faz 36 kV gerilim trafoya gelir. Trafonun çıkışı 3 faz+nötr dür. Trafonun yıldız noktasında nötr oluşur, bu yıldız noktasını izoleli minimum 20 mt uzağa bakır çubuk veya levhalarla işletme topraklaması tesis edilir. Trafodan çıkan faz-faz arası gerilim 400 V, faz-nötr arası gerilim 230 V olur.
Koruma topraklaması, işletme topraklaması ve fonksiyon topraklaması teknikleri topraklama çeşitleri yazımızda detayları irdelenmiştir.