Elektrik tesislerinde topraklamalar yönetmeliĞİ

I0	Sıfır akımı ,
ITr	Transformatörün yıldız noktası topraklamasından geçen akım,
IF	Toprak hata akımı,
IE	Topraklama akımı (doğrudan doğruya ölçülemez),
IRS	Gözlü topraklayıcının yayılma direncinden geçen akım,
rE	Uzaktaki topraklayıcıya kadar hattın azalma katsayısı,
RES	Gözlü topraklayıcının yayılma direnci,
RET	Bir direğin yayılma direnci,
Z	Hava hatlarının zincir etkili iletken empedansı,
ZE	Topraklama empedansı,
UE	Topraklama gerilimi,
n	Tesisten çıkan hava hatlarının sayısı (örnekte n = 2’dir).

Şekil-3 Bir toprak hatası durumunda yıldız noktası küçük değerli bir direnç üzerinden topraklanmış bir transformatör merkezinde akım, gerilim ve dirençler

23) Potansiyel dağılımının düzenlenmesi (potansiyel düzenlenmesi): Bir topraklama tesisinin potansiyel dağılımının düzenlenmesi, adım ve dokunma gerilimlerini küçültmek için potansiyel düzenleyici topraklayıcılar yerleştirerek potansiyel dağılımına etki etmektir (Şekil-2'ye bakınız). Düzenleyici topraklayıcıların topraklama tesisine bağlı olup olmamalarının önemi yoktur.

24) Potansiyel dengelemesi: Potansiyel farklarının ortadan kaldırılmasıdır. Örneğin, koruma iletkenleri ile iletken borular ve iletken yapı bölümleri arasında ya da bu borularla yapı bölümleri arasındaki potansiyel farklarının giderilmesi amacıyla yapılan düzenlemelerdir.

25) Fonksiyon potansiyel dengelemesi: İletken kısımlar arasındaki gerilimi, bir işletme elemanının, cihazın veya tesisin sorunsuz çalışabilmesine yetecek kadar küçük değerlere düşürmek amacıyla yapılan düzenlemelerdir.

26) Koruma potansiyel dengelemesi: İletken kısımlar arasında yüksek gerilimlerin ortaya çıkmasını önlemek amacıyla yapılan düzenlemelerdir.

27) Fonksiyon ve koruma potansiyel dengelemesi: Fonksiyon potansiyel dengelemesi ile koruma potansiyel dengelemesinin birleştirilmesidir ve bir işletme elemanı, cihaz veya tesis için, gerek fonksiyon ve gerekse koruma açısından öngörülen koşulların sağlanması için yeterlidir.

28) Potansiyel dengeleme hattı (eşpotansiyel kuşaklama): Potansiyel dengelemesini sağlamak amacıyla kullanılan bağlantı iletkenleridir.

29) Üzerine basılan yerin yalıtılması: Üzerine basılan yer ile toprak arasındaki direncin, izin verilmeyen dokunma gerilimleri oluşamayacak biçimde arttırılmasıdır.

30) Potansiyel sürüklenmesi: Bir topraklama tesisinin yükselen potansiyelinin, bu tesise bağlı bir iletken (örneğin, metal kablo kılıfları, PEN iletkeni, su borusu, demiryolu) ile potansiyeli daha düşük olan bölgeye veya referans toprak bölgesine taşınmasıdır. Bu iletkende, çevresine göre bir potansiyel farkı oluşur.

31) Global topraklama sistemi: Yerel topraklama tesislerinin birbirlerine bağlanmasıyla elde edilen ve birbirlerine yakın mesafede bulunan topraklama tesislerinde hiçbir tehlikeli topraklama geriliminin (toprak potansiyel yükselmesi) ortaya çıkmamasını sağlayan bir topraklama sistemidir. Böyle sistemler, toprak arıza akımın bölünmesine izin vererek, yerel topraklama sisteminde topraklama geriliminin küçültülmesini sağlar. Böyle bir sistem bir eşpotansiyel yüzey oluşturur.

c) Hata ve arızalar ile ilgili tanımlar:

1) Bozuk olmayan işletme (Normal işletme): Tesis, cihaz ve işletme elemanları için öngörülmüş olan koşullardaki (örneğin bunlara ilişkin işletme talimatları uyarınca) ve hatasız durumdaki işletmedir.

2) Bozuk işletme durumu: Arızalı işletme ve hata durumu için üst kavramdır.

Not: Bozuk işletme durumları, örneğin yalıtımların köprülenmesi, elektriksel bağlantıların kesilmesi, bileşenlerin devre dışı kalması gibi durumlarla, yazılım hataları ve aynı zamanda cihazların üretim, çalıştırma ve bakımı sırasındaki hatalardır.

3) Bir tesisin veya cihazın bozuk işletmesi: Bir tesisin veya cihazın bir hata durumu oluşturmaksızın, bozuk işletme durumuna geçip, bozuk olmayan işletme durumunun dışına çıkmasıdır.

4) Hata durumu: Güvenlikle ilgili bir kısmın, örneğin temel yalıtımın, koruma iletkeninin veya güvenlikle ilgili devrenin görevini yapamaması nedeniyle bir tesis veya cihazda ortaya çıkan bozuk işletme durumudur.

5) Yalıtım hatası: Yalıtımdaki hata sonucu sistemde ortaya çıkan hatadır.

6) Gövde teması: Bir hata sonucunda bir elektrik işletme elemanının gövdesi ile aktif bölümler arasında oluşan iletken bağlantıdır.

7) Kısa devre: İşletme bakımından birbirine karşı gerilim altında olan iletkenler (ya da aktif bölümler) arasında, bir arıza sonucunda oluşan iletken bağlantıdır. Ancak olayın kısa devre sayılabilmesi için, arızanın olduğu akım devresi üzerinde bir tüketim cihazın direnci gibi işlevi olan bir direncin bulunmaması gerekir.

8) Hat teması: Kısa devrenin oluştuğu akım devresi üzerinde, işlevi olan bir direnç bulunursa, bu olaya hat teması adı verilir.

9) Toprak hatası: Bir faz iletkeninin ya da işletme gereği yalıtılmış orta iletkenin, bir arıza sonucunda, toprakla ya da topraklanmış bir bölümle oluşturduğu iletken bağlantıdır. İletken bağlantı bir ark üzerinden de olabilir.

Yıldız noktası doğrudan doğruya ya da küçük değerli bir direnç üzerinden topraklanan şebekelerdeki, toprak hatasına toprak kısa devresi adı verilir.

Yıldız noktası yalıtılmış ya da kompanze edilmiş (dengelenmiş) şebekelerde toprak hatasına toprak teması adı verilir.

Toprak teması, aynı şebekenin iki ya da daha çok iletkeninde, farklı noktalarda olursa, buna çift toprak teması ya da çok fazlı toprak hatası adı verilir.

10) Hata gerilimi: İnsanlar tarafından dokunulabilen ve işletme akım devresine ilişkin olmayan, iletken bölümler arasında ya da böyle bir bölüm ile referans toprağı arasında oluşan gerilimdir.

11) Hata akımı: Bir yalıtkanlık hatası sonucunda geçen akımdır. Hata akımı ya bir kısa devre akımıdır ya da bir toprak teması akımıdır.

12) Toprak hata akımı (I_F): Hata yerinde (toprak teması olan yer) yalnızca bir toprak temas noktası bulunması durumunda, işletme akım devresinden toprağa ya da topraklanmış bölümlere geçen akımdır (Şekil-3’e ve Şekil-4a’dan Şekil-4e’ye kadar bakınız).

Bu akım:

-Yıldız noktası yalıtılmış şebekelerde, kapasitif toprak teması akımı I_C,

-Yıldız noktası söndürme bobini ile donatılmış (rezonans topraklı) şebekelerde, artık toprak teması akımı I_RES,

-Yıldız noktası doğrudan doğruya ya da küçük değerli bir direnç üzerinden topraklanmış şebekelerde, toprak kısa devre akımı ya da bir fazlı kısa devre akımı I^’’_kl’dir.

13) Topraklama akımı (I_E ): Topraklama empedansı üzerinden toprağa geçen akımdır (Şekil-3'e bakınız).

Not: I_E topraklama akımı, I_F toprak hata akımının, bir topraklama tesisinin potansiyelinin yükselmesine neden olan bölümüdür. I_E’nin hesaplanması için Ek-N’ ye bakınız.

14) Kaçak akım: İşletme araçlarının gövdeleri, akım sisteminin orta noktasına ya da doğrudan doğruya topraklanmış bir şebeke noktasına veya toprağa iletken olarak bağlanmışlarsa, işletme elemanının aktif bölümlerinden, işletme yalıtkanı üzerinden aktif olmayan bölümlere, örneğin gövdeye işletme sırasında geçen akımdır. Sonuç olarak kaçak akım, işletme sırasında hatasız bir akım devresinden toprağa veya yabancı bir iletken kısma akan akımdır.

Not: Bu akımın, işletme elemanlarının toprağa karşı kapasitelerinden veya özellikle kondansatörlerin kullanılmasından kaynaklanan bir kapasitif bileşeni bulunabilir.

15) Yüksek kaçak akım (Bilgi-işlem donanımları için): TS 40’a uygun fiş-priz veya benzeri ile bağlı IEC 60435‘e uygun olarak ölçülen ve belirtilen sınırı aşan toprak kaçak akımıdır.

16) Hızlı açma: Bir toprak hata akımının 0,5 saniyeden daha kısa sürede kesilmesidir.

17) Azalma (redüksiyon) katsayısı (r): Üç fazlı bir sistemde, kısa devrenin meydana geldiği yerden ve merkezlerin topraklama tesislerinden belli bir uzaklıkta akan toprak akımının, işletme akım devresindeki iletkenlerden geçen akımlarına ilişkin sıfır akım bileşenlerinin toplamına ( r = I_E / 3 I₀) oranıdır.

Şekil-4a Yıldız noktası yalıtılmış bir şebekede toprak hata akımı

Şekil-4b Toprak teması kompanze edilmiş (rezonans topraklı) bir şebekede toprak hata akımı

Şekil-4c Yıldız noktası, değeri düşük bir empedans üzerinden topraklanmış bir şebekede toprak hata akımı

Şekil-4d Toprak teması kompanze edilmiş ve geçici olarak yıldız noktası değeri düşük bir empedans üzerinden topraklanmış bir şebekede toprak hata akımı

Şekil-4e Yıldız noktası yalıtılmış veya toprak teması kompanze edilmiş bir şebekede çift toprak temas akımı

IF	Toprak hata akımı,