Topraklama Nedir nasıl yapılır

Topraklama

Topraklama nedir?

Topraklama:

Elektrik tesislerinde, evlerde, gerilim altında olmayan bütün tesisat kısımlarının, olmayan bölümler ile sıfır iletkenleri ve bunlara bağlı bölümlerin uygun iletkenler ile toprak kitlesi içerisine yerleştirilmiş bir iletken cisme (elektrot) bağlanmasına topraklama denir.
Elektrikli cihazların herhangi bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı gövdelerinin bir iletkenle toprağa gömülü durumundaki topraklama sistemine bağlanması yöntemidir. Bu durumda alette elektrik kaçağı varsa, temas ettiğimizde elektrik akımı bizim üzerimizden değil, direnci daha az olan toprak hattı üzerinden geçer ve elektrik çarpma tehlikesi ortadan kalkar.

Topraklamanın görevini yapabilmesi için cihazın gövdesinden toprağa kadar olan elektriksel direncin yeterince düşük olması gerekir. Topraklama iletkenlerinin direnci önemli bir direnç oluşturmaz. Asıl önemli direnç, toprak içinde gömülü bulunan topraklama iletkenlerinden toprağa geçiş direncidir.

Toprağa geçiş direncini azaltabilmek için topraklama elektrodları derine gömülür uzun tutulur ve iletkenliği daha fazla olan toprak bulunmaya çalışılır. Mesela toprak altında ıslaklığın başladığı noktaya elektrodlar gömülür. Dünyanın kendisinin direnci, pratikte sıfır kabul edilebildiği için dünyanın kendisi bir iletken görevi görür ve devreyi tamamlar.

Sonsuz büyüklükte iletken bir kitleye toprak denir ve bütün elektrik tesislerinin bulunduğu binaları yada açık hava tesislerini üzerinde taşımaktadır. Şebeke işletmesinde toprak üzerinden küçük akımlar geçer. Topraktan geçen akımın bir kısmı arıza yerinde bulanan bir kimsenin üzerinden geçerse , o kişinin hayatını tehlikeye sokabilir.

Topraktan geçen kaçak akımlar ayrıca yangına da neden olabilir.

Toprağın kendi direnci ,0,05 ohm\km gibi küçük bir değerdedir. Ama toprak üzerinden geçen akımın değerini belirleyen devre direnci, toprak ile temas haline gelen noktalardaki geçiş yada yayılma direncidir. Bazı durumlarda bu temas , bir izolasyon hatası sonucunda rastlantı olarak oluşur. Bazı durumlarda, toprağa yerleştirilen bir topraklayıcı elektrot üzerinden toprakla temas sağlanır.

Bazı hallerde ise, özel olarak toprağa yerleştirilen bir topraklayıcı elektrot üzerinden toprak ile temas sağlanır, buna topraklama denir. Bunlarda aranan en önemli özellik , toprak geçiş (veya yayılma) direncinin mümkün olduğu kadar küçük olmasıdır.

Toprak üzerinden geçen hata akımın değeri, ayrıca şebekenin yıldız noktasının durumuna bağlıdır. Mesela yıldız noktası yalıtılmış şebekelerde bir toprak teması halinde , şebekenin cinsine ve büyüklüğüne bağlı olarak 50-100 A mertebesinde bir kapasitif akım geçer. Toprak teması akımı , yıldız noktasına bağlı bir petersen bobini üzerinden yaklaşık olarak 5-10 A gibi bir aktif artık akım geçer.

Yıldız noktası direkt topraklanmış bir şebekede ise bir toprak kısa devresi akımı 1kA kadardır. Elektrik şebekelerinde topraklama tesisleri, bir arıza halinde kısa devre akımlarının insan hayatını tehlikeye sokmayacak yoldan geçmelerini sağlar.

Bu bakımdan, güvenilir bir topraklamanın elde edilmesi için bunun iyi hesaplanması ve şartlara uygun bir şekilde tesis edilmesi gerekir. Topraklama hesabında, tesisin geriliminden çok toprak hatalarında geçen akımlar rol oynarlar.

Topraklama tesisinin hesaplanmasında yapılması gereken işlemler;

• Muhtemel olan en büyük hata akımının hesaplanması
• En büyük toprak akımının tayini
• Yayılma direncinin hesaplanması
• Topraklayıcı geriliminin tayini
• Temas ve adım gerilimlerinin bulunması

Topraklama tesislerinde büyük hayati önem gerektiren temas ve adım gerilimleri , üç boyutlu bir akım alanının kısımları oldukları için , bir topraklama tesisinin hesaplanması, elektro tekniğin zor sorunları arasındadır. Ayrıca toprağın özgül direncinin tayininde ki güvensizlik yüzünden, yapılan hesaplar sonucun da güvenilir değerlerin bulunması mümkün olmaz.

Topraklama Malzemeleri

• Topraklama şeritleri (bakır ve daldırma galveniz).
• Topraklama kazığı (bakır ve daldırma galveniz lama).
• Topraklama levhaları (bakır ve daldırma galveniz).
• Eş potansiyel baralar.
• Bakır lamalar borular bakır teller(örgülü ve mono tel).
• Alüminyum baralar.
• İletkenliği artırıcı kimyasal tozlar (gem tozu).
• Bağlantı elemanları.
• Kaynak malzemeleri (kaynak tozu, kaynak potası, çakmak ).
• Ölçü aletleri (topraklama megeri).

Topraklama  yapımında kullanılan malzemeler; Topraklama tesisat firmaları, tesisat kurulumunda kullanılan bakır levha, bakır çubuk, galvenizli levha, galvenizli şerit ile bakır malzemenin üretimini yapmaktadırlar. Topraklama yapımında  kullanılan malzeme kalitesine göre topraklama  malzemeleri fiyatları belirlenir.

Topraklama Neden Yapılır?

Topraklamanın amacı; cihaz üzerindeki kaçak akımları toprağa akıtmaktır. Topraklama sayesinde cihazların zarar görmemesi ve bu cihazları kullanan insanların can güvenliğini sağlamaktadır. Tüm boruların metal bölümleri, kurşunlu kabloların kurşun kılıfları, elektrik motorlarının gövdeleri gibi  metal bölümler topraklanmalıdır.

Elektrik üreten tesislerin, elektrik taşımayan kabloları da topraklanır. Birçok nedenlerden dolayı topraklama yapılmış elamanlar delinebilir veya bozulabilir. Bundan dolayı sık sık topraklama megeri ile levhalar, bakır çubukların topraklama ölçümü yapılıp kontrol edilmelidir.

Topraklama Ne İşe Yarar? 

Oluşabilecek elektrik kaçağı teması halinde, elektrik akımı insan üzerinden değil de direnci daha az olan toprak hattı üzerinden geçerek toprağa akması topraklama işlemi sayesinde gerçekleşir. Böylece çarpılma tehlikesi ortadan kalkar.

Topraklama sistemleri ve özelliklerine göre topraklanan cihazlar ile topraklama levhasının veya çubuk arasındaki mesafe 20 metreden az olmamalıdır. Topraklama direncinin küçük olması sağlanmalıdır. Yapılan işlemler topraklama yönetmeliği esasına göre yapılır.

Bina tesisatı çekildiğinde, işletme gerilimi ile alıcılar arasında potansiyel fark oluşmaması gerekir. Binaya çekilen  elektrik tesisatlarında bir toprak kısa devresi veya bir toprak kaçağında, toprağa yayılan akım tesisat kısmında bir gerilim düşümü meydana getirir. Bu da çevrede canlılar için öldürücü tehlike oluşturur. Elektrikli cihaz gövdelerinin gerilim altında kalmaması için, oluşan bu gerilimin toprağa iletilmesi işlemi yani topraklama çok önemlidir.

Topraklama Çeşitleri

Elektirk tesislerinde topraklama çeşitleri;

• Koruma topraklaması
• İşletme topraklaması
• Yıldırıma topraklaması
• Fonksiyon topraklaması

Ev ve İşyerlerinde Yapılan Toprak Hattı

Dağıtım şebekelerini besleyen güç trafoları yıldız bağlanarak yıldız noktaları meydana getirilir. Bu yıldız noktasından nötr ucu çıkar ve topraklama levhasıyla topraklanır. Büyük binalara genel olarak dört adet elektrik kablosu girer. Bu elektrik kablosunun 3 tanesi faz’dır. Bu kabloların üzerinde elektrik vardır.

Diğer bir tanesi de nötr’dür. Bu sisteme trifaze adı verilir. Bu üç faz hattı binaya eşit bir biçimde dağıtılır. Binanın girişinde bulunan ana elektrik kutusuna gelen 3 faz hattının her bir tanesi ayrı tek bir kata ya da katlara dağıtılır. Nötr hattı ise bir tane olduğundan  bütün katlara gider.

Binanın elektrik sistemini yapan elektrikçi binanın dış tarafında toprağın içerisine belli büyüklükte bir bakır levha yada bakır çubuk gömerek topraklama yapar. Bakır çubuğa bağlı olan bir kablo, binanın girişinde faz ve nötr’ ün binaya ilk girdiği ana elektrik kutusuna getirir.

Evlere bu noktadan itibaren;

1. Faz kablosu
2. Nötr kablosu
3. Toprak kablosu

gider. Topraklı prizleri bağlarken ortada bulunan iki delik faz ve nötr’ e bağlanır. Dıştaki metal çıkıntılar ise toprak hattına (harici olarak binanın dışına gömülen bakır çubuk veya bakır levhaya) bağlanır. Böylece bina içi elektrik tesisatı işlemi tamamlanır.

Topraklama Tesisatı Yapılma Şekilleri

• Metal elektrodlarla topraklama tesisatı
• Yer altı su boruları ile topraklama tesisat
• Çubuk elektrodla topraklama tesisatı
• Şerit elektrod ile yapılan topraklama tesisatı
• Kazayağı şeklinde topraklama tesisatı
• Bina ihata elektrodu ile topraklama tesisatı
• Levha elektrodu ile topraklama tesisatı