Topraklama sistemi için birçok yöntem bulunmaktadır. Bu yöntemlerden en yaygın olarak bilinen ve kullanım alanına sahip Solidly-Grounded ( nötr noktası doÄŸrudan, dirençsiz topraÄŸa baÄŸlı) topraklama sistemidir. Bu yazımızda Solidly-Grounded topraklama sistemini inceleyip topraklama hatalarını ele alacağız.
Solidly-Grounded Yıldız (Y) Sistemi;
Solidly-Grounded sistemi en yaygın sistem dizilimi olup en iÅŸlevlilerinden bir tanesidir. Yıldız (Y) sistemi tek faz ve faz-nötr yükleri desteklediÄŸinden en sık kullanılan kurulumlardandır. Nötr noktası dikkate alınarak Solidly-Grounded Yıldız (Y) sisteminin topraklanması aÅŸağıda gösterilmiÅŸtir.
Üstteki ÅŸekil üzerinde dikkat edilmesi gerekilen noktalar;
Öncelikle, topraklanan sistem gerilimi, faz-nötr sarım gerilimi tarafından sabitlenmiÅŸtir. Malzeme yapısı gibi güç sisteminin bölümleri topraklanması ve çevrenin geri kalanı önemli bir ölçüde sıfır potansiyelinde olması büyük sonuçlar doÄŸurmaktadır.
Åžöyle ki, donanımın hat-toprak izolasyon seviyesi, faz-faz geriliminin %57.7'si kadar olan faz-nötr gerilimi kadar büyük olmaya ihtiyaç duyar. Ayrıca faz-toprak gerilimi geçiÅŸleri için sistem daha az duyarlılık gösterir. DiÄŸer bir deyiÅŸle, sistem hat-nötr yükleri saÄŸlamak için elveriÅŸlidir.
Faz gerilim büyüklükleri eÅŸit olduÄŸundan dolayı, bir faz ve nötr arasında baÄŸlantılı bir tek faz yük iÅŸlemi herhangi bir faz üzerinde eÅŸit olacaktır.
Bu sistem, kamu kuruluÅŸlarının dağıtım sistemlerinin çoÄŸunda olmak üzere 480Y/277V ve 208Y/120V gibi kullanım seviyelerinde çok yaygındır.
Yıldız baÄŸlantılı topraklama sistemi çoÄŸu yaygın topraklama sistemlerinden fazlası olsa da Yıldız (Y) dizilimi yapılandırılmış tek topraklama sistemi deÄŸildir.
Solidly-Grounded Üçgen (∆) Sistemi;
Üçgen (∆) sistemin topraklanabilirliÄŸi aÅŸağıda gösterilmiÅŸtir.
Solidly-Grounded Yıldız (Y) sistem ile karşılaÅŸtırıldığında Solidly-Grounded üçgen (∆) sistemin bazı dezavantajları bulunmaktadır. Faz-toprak gerilimi eÅŸit deÄŸildir ve bunun sonucunda üçgen (∆) sistem, tek fazla yüklemeleri için uygun deÄŸildir. Topraklanmış tek iletken B fazı olduÄŸundan ve yanlış tanımlanabilirliÄŸinden, uygun faz tespiti olmaksızın ÅŸok riski bulunmaktadır.
Üçgen (∆) dizilimi baÅŸka tarzlarda yapılandırılabilir. Åžekilde gösterilen dizilim ilk bakışta mantıklı gibi görünmese de bu sistemin, tek faz ve 3 faz yük kablolarının birbirinden ayrı tutuldukça 3 fazlı ve tek fazlı yüklere uygun olduÄŸu görülebilmektedir.
Bu sistem 240 V AC 3 faz ve 120/240 V AC tek faz gerektiren küçük çaplı hizmetlerde yaygın olarak kullanılabilmektedir.
A fazı gerilimini topraklamak için B fazı ve C fazı gerilimlerinin topraklanması için olan miktarın %173’ü kadar gerekmekte olduÄŸuna dikkat edilmelidir.
Topraklama Hataları;
Burada gösterilmiÅŸ Solidly-Grounded topraklama sistemlerinin ve var olan diÄŸer Solidly-Grounded topraklama sistemlerinin yaygın bir özelliÄŸi olan kısa devre, topraklamak için daha büyük miktarlarda kısa devre akımına neden olur.
Bu durum topraklama hatası olarak bilinir. AÅŸağıda gösterildiÄŸi üzere, hatalı faz üzerindeki gerilim durgundur. Faz ve hatalı direnç küçük olduklarından büyük miktarda akım hatalı faz içerisinde hareket etmektedir.
DiÄŸer iki faz üzerindeki akım ve gerilim etkilenmemektedir. Aslında bir Solidly-Grounded topraklama sisteminin, büyük miktarda topraklama hatası akımını desteklemesi bu tip bir topraklama sisteminin önemli bir özelliÄŸidir ve sistem tasarımını etkilemektedir. Ä°statiksel olarak tüm kısa devre sistemlerinin %90-95’i topraklama hatasıdır. Bu yüzdendir ki bu konu önem arz etmektedir.
Bir topraklama sistemi üzerinde meydana gelmiÅŸ bir topraklama hatası mümkün oldukça hızlı bir hata giderici gerektirmektedir. DiÄŸer topraklama sistemleri ile kıyaslandığında bu durum Solidly-Grounded sisteminin en büyük dezavantajıdır.
Bir Solidly-Grounded sistemi, faz-toprak gerilimindeki geçici dalgalanmaların olma ihtimalinin azaltılmasında çok etkilidir. Fakat bunu gerçekleÅŸtirebilmek için sistemin etkili bir ÅŸekilde topraklanmış olması gerekmektedir. Topraklama sisteminin etkinliÄŸinin ölçülerinden biri de mevcut topraklama hatası akımının, mevcut 3 fazlı hata akımına oranıdır. Etkili topraklama sistemleri için, bu oran çoÄŸunlukla en az %60 olmalıdır.
Ticari ve sanayi sistemleri için hizmet saÄŸlayan kamu sistemlerinin çoÄŸu Solidly-Grounded tır. Bir ticari ya da endüstriyel tesis içerisinde kullanılmış ayrı topraklama paratonerleri olduÄŸundan çoklu topraklanmış nötürler, toprak akımlarının dolaşımı ihtimalinden dolayı bu tesislerdeki güç sistemleri için tercih edilmemektedir.
NEC (National Electrical Code) yetki sınırları içerisinde çoklu topraklama nötürleri, ticari ya da endüstriyel tesisler için yasaklanmıştır. Bunun yerine, Tek uçlu topraklama bu sistem için tercih edilmiÅŸtir.
Genel olarak, Solidly-Grounded sistemi en çok tercih edilendir. Tek faz, faz-nötr yüklerinin saÄŸlanması zorunluluÄŸunda gerekmektedir. Ayrıca en kararlı faz-toprak gerilim özelliklerine sahiptir.
Fakat bu sistemin gerektirdiÄŸi ekipmanlar ve destekleyebileceÄŸi büyük topraklama hatası akımları bir dezavantajdır ve sistemin güvenilirliÄŸine engel teÅŸkil edebilir.
Kaynak:
â–º electrical-engineering-portal.com