×

Topraklama Sistemleri - TT Sistem

tt-istem

Cihan Karamık


Topraklama sistemleri genel olarak temel koruma  (doğrudan temasa karşı) ve arıza/hata koruması (dolaylı temas karşı) canlıları çarpılmaya karşı korumak ve oluşabilecek yangın risklerini en aza indirmek için önemlidir. Çünkü koruma  oluşturmak ve devreleri gerekli koruma cihazlarıyla donatmak için ihtiyacımız olan iki önemli değer bu sistemlere bağlıdır. Bu iki önemli değer hata akımı ve dokunma gerilimidir. Çünkü bu değerlerin büyüklüklerine göre oluşturacağımız koruma  değişecektir. Bu değerler ise tamamen topraklama sisteminin ne olduğuna bağlıdır.


Öncelikle TT sistemini tanımlamak gerekirse; TT sistem kaynağın nötr noktasının bir toprak elektrodu ile direkt olarak toprağa bağlı olduğu, sistemde kullanılan tüm cihazların açıktaki iletken bölümlerinin de bir koruma iletkeni üzerinden toprağa bağlandığı sistemdir. Yani  ilk harf “T” kaynağın yıldız noktasının toprağa bağlı olduğunu, ikinci harf “T” ise cihazların açıktaki iletken bölümlerinin toprağa bağlı olduğunu ifade eder.


İlk olarak bu sistemi inceleyip, bu sistemde istenmeyen bir şekilde açıktaki iletken bölümlerin gerilim altında kalması ve bu sırada bir canlının ona dokunması durumunda üzerinden ne kadar  bir hata akımı geçebileceği ve buna bağlı olarak ne kadar  bir dokunma gerilimi oluşabileceğini bir örnek üzerinden hesaplayalım (şekil 1).
Burada cevabı aranması gereken soru, herhangi bir yalıtım hatası durumunda sistemde kullanılan cihazların açıktaki iletken bölümleri istenmedik şekilde gerilim altında kalırsa bu canlılar için bir risk oluşturur mu? Çarpılma için kriter kabul edeceğimiz dokunma gerilimi sınırı 50V kabul edilir. Buna göre sözkonusu devrede hata akımı ve dokunma gerilimi hesapları yapılarak öncelikle bu risklerin olup olmadığı araştırılır, ardından oluşacak risklere karşı ne şekilde önlem alınacağına karar verilir. Burada ele alacağımız konu otomatik olarak devreyi keserek insan koruma önlemleri olacaktır.


Şekil 1 de verilen örnekte kaynağın nötr noktasının toğrağa bağlandığı toprak elektrodunun direncinin 2 Ohm, cihazların toğrağa bağlı olduğu elektrodun direncinin 4 Ohm olduğunu varsayalım. Bir yalıtım hatası oluştuğunda hata akımının izleyeceği yol üzerinde bulunan iletken dirençlerinin çok küçük olduğu ve bu nedenle ihmal edilebileceği düşünülürse, hata akımı;
Ih= 230 V / 6 Ω= 38,33 A.
Dokunma gerilimi: Ih x Ra = 38,33 A x 4 Ω= 153,3 V > 50V (çarpılma riski!)
Bu durum oluştuğunda insan koruma sağlamak için devrenin otomatik olarak kesileceği bir düzeneğe ihtiyacımız var. Bu kriterler şekil 2 de verilmiştir (230 V, aa sistemlerde 0,2 sn kesme süresi). Bu şartların, aşırı akım koruma cihazı(Örnek: B veya C  tipi minyatür devre kesiciler ) tarafından sağlanması genellikle çok zordur. Bu nedenle TT sistemlerde çarpılmaya karşı koruma ancak artık akım cihazlarının(RCD) kullanımıyla garanti altına alınabilir.


TS HD 60364-4-41 standardının 411.5.2 maddesinde de bu durum şu şekilde açıklanmıştır:
411.5.2 Genel olarak TT sistemlerde RCD’ler arıza koruma (dolaylı temasa karşı koruma) için
kullanılmalıdır. Alternatif olarak, aşırı akım koruma cihazları uygun olarak ZS’nin düşük değeri sürekli ve güvenli olarak sağlanması şartıyla arıza koruması (dolaylı temasa karşı koruma) için kullanılabilir.


TT sistemlerde Aşırı akım koruma cihazı kullanılması durumunda sağlanması gereken şartlar da yine TS HD 60364-4-41 standardının 411.5.4 maddesinde sıralanmıştır:
411.5.4 Aşırı akım koruyucu cihaz kullanıldığında aşağıdaki şartlar sağlanmalıdır.
ZS x Ia ≤ U0
Burada;
ZS,
− Kaynaktan
− Arıza noktasına kadar olan hat iletkeninden
− Açıktaki iletken bölümlerin koruyucu iletkeninden
− Topraklama iletkeninden
− Tesisin toprak elektrotundan ve
− Kaynağın toprak elektrotundan
oluşan arıza halkasının ohm (Ω) cinsinden empedansıdır.

Ia : Madde 411.3.2.2 veya Madde 411.3.2.4’te belirtilen süre içinde devre harici bırakma cihazının otomatik
çalışmasına sebep olan amper (A) cinsinden akımdır.

U0: Volt (V) cinsinden a.a. veya d.a. anma hat toprak gerilimidir.

Bu maddeden anlaşıldığı üzere  B 20A lik bir aşırı akım koruma cihazının, TT sistemlerde yalıtım hatalarına karşı insan koruma sağlaması için çevrim empedansının;
Zs = 230 V / 200 A (20 A lik aşırı akım koruma cihazının 0,2 saniyede kesme yapılabilen aşırı akım seviyesi) = 1,15 ohm. (anma akımının 10 katında açma yapıldığı varsayılırsa)
Zs = 230 / 100 A (20 A lik aşırı akım koruma cihazının 0,2 saniyede kesme yapılabilen aşırı akım seviyesi) = 2,3 ohm. (anma akımının 5 katında açma yapıldığı varsayılırsa)

2 elektrot ve hat empedanslarının toplamının 1,15 – 2,3 Ohm aralığında olmasının sağlanmasının ve bunun mevsimsel etkilere ve diğer çevresel etkilere rağmen stabil tutulmasının ne kadar zor olduğu düşünüldüğünde, TT sistemlerde RCD kullanmanın dolaylı temasa karşı devrenin otomatik olarak  kesilmesi  suretiyle insan korunmasını nasıl garanti ettiği görülmüş olur.

tt-sistem-devre

Şekil 1 :  TT sistemde  hata anında kaynağın otomatik olarak devre dışı bırakılması

Çizelge-crop

Uo = anma faz-toprak gerilimi





Çizelge: TT  Sistemde  <32 A    son dağıtım devreleri için maksimum  açma süreleri

Arıza/hata koruması (dolaylı temasa karşı koruma) için Artık akım koruma cihazı (RCD) kullanıldığında aşağıdaki şartlar gerçekleştirilmelidir.
RA x IΔn ≤ 50 V
RA: Açıktaki iletken bölümler için toprak elektrotu ile koruyucu iletkenin Ω olarak toplam direnci,
IΔn : A cinsinden RCD’nin beyan artık çalışma akımı

Topraklama sistemleri ile ilgili diğer  yazılarımızda görüşmek dileğiyle...
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt