Topraklama sistemi çeşitleri

 

Koruma Topraklaması

Bir yalıtım hatasında elektrik devresinin aşırı akım koruma aygıtları ile açılmasını sağlamak için gerilim altında olmayan iletken tesis bölümlerinin topraklayıcılara ya da topraklanmış bölümlere doğrudan doğruya bağlanmasıdır.

İşletme Topraklaması

Aktif bölümlerin ve sıfır iletkeninin topraklanmasına işletme topraklaması denir. İşletme topraklaması iki şekilde yapılır. Bunlar:

• Dirençsiz işletme topraklaması: topraklama devresine direnç koymadan, doğrudan doğruya yapılan topraklamadır.

• Dirençli işletme topraklaması: Omik, endüktif ya da kapasitif bir direnç üzerinden yapılan topraklama olup genellikle OG sistemlerinde uygulanır.

Yıldırıma Karşı Yapılan Topraklama

Yıldırım düşmesi durumunda, işletme gereği gerilim altında bulunan iletkenlere atlamaları geniş ölçüde önlemek ve yıldırım akımını toprağa iletmek için işletme akım devresine ilişkin olmayan iletken bölümlerin topraklanmasıdır.

Fonksiyon Topraklaması

Bir iletişim tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi amacıyla yapılan topraklamadır. Fonksiyon topraklaması, toprağı dönüş iletkeni olarak kullanan iletişim cihazlarının işletme akımlarını da taşır. Bir tesisin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirebilmesi amacıyla yapılan topraklamadır. Yıldırım etkilerine karşı koruma, raylı sistem topraklaması, zayıf akım cihazlarının topraklaması, telsiz haberleşme sistemleri bu tip topraklamaya en iyi örneklerdir.

Ayrıca statik elektriğe karşı topraklamada yapılmaktadır: Statik Elektrik; elektronların atomlar arasında hareket etmesiyle ortaya çıkan enerji olarak düşünülebilir. Statik elektriğe en büyük örnek olarak yıldırım verilebilir. Kısacası statik elektrik; katının katıya, sıvının katıya veya iki sıvının birbirine sürtünmesi sonucu oluşan, genel olarak bir işe yaramayan ve zaman zaman arklar şeklinde boşalan elektrik enerjisidir. Bu boşalma genel olarak kontrol altına alınamaz ve statik elektrikten faydalanılamaz. Ancak; Bu kontrolsüz güç çok önemli bir yangın çıkış sebebidir. Endüstriyel ve ticari işlemlerde, yangın riskinden dolayı statik elektriğin büyük bir önemi vardır. Endüstriyel ve ticari işlemlerde statik elektrik; transport işlerinde, konveyör bantlarında, kaplama işlemlerinde, örtme ve doldurma işlemlerinde, basım ve matbaa işlemlerinde, karıştırma işlemlerinde ve sprey uygulamaları gibi birçok yerde görülmektedir.

Örnek olarak : Statik elektrik binalardaki haberleşme, güç hatları ve elektrik sistemlerine büyük ölçüde zarar verir. Makinelerde bulunan sensörler, ölçme kafaları, yazıcı kafaları gibi elektronik malzemeler elektrostatik yüklenmeden etkilenebilir. Ameliyathanede kullanılan bir çok uçucu gaz karışımı, patlayıcı olduğundan burada yapılan hareketler statik elektriğin birikmesine ve sonunda ani elektrik boşalmalarına sebep olmamalıdır .

Tesislerde olası yıldırım oluşumlarının zararlarından korunmak için iki tür korumaya ihtiyaç vardır, birincisi yıldırımın ilk etkilerinden korunmak için dış yıldırımlıklar ve ikincisi tesise veya yakınlarına düşen yıldırımların elektrik hatlarında oluşturacağı etkilerden korunmak için iç yıldırımlıklar.

 

Faraday Kafesi

Faraday kafesi ile korunması istenen bina en yüksek yerlerinden toprağa kadar devamlı ve kesiksiz iletkenlerle (yatay ve düşey) sarılmaktadır. Faraday kafesi yönteminin yeterli olması için korunacak cismin birçok yerinden iletken tellerle sarılması gerekmektedir. Bu aşama da özellikle sivri uç bırakmamaya dikkat edilmelidir.

Aşağıda ki resimde, Tesla bobini ile oluşturulan çok yüksek gerilimle elektrostatik boşalmanın Faraday kafesindeki insana hiçbir etki etmemesi görülüyor.

 

 

Franklin Çubuğu

Franklin çubuğu korunacak yerin en yüksek noktasına sivri bir çubuk yerleştirme prensibine dayanan koruma sistemidir. Bu çubuk en kısa yoldan indirme iletkeni ile topraklama tesisatına bağlanmaktadır. Bu yöntemle geniş alanları korumak mümkün değildir. Günümüzde özellikle cami minareleri, kuleler, deniz feneri ve bacalar gibi küçük boyutlu alanlarda kullanılmaktadır. Franklin çubuğu veya yakalama ucu sistemleri olarak bilinen bu yöntem basit bir metal uç, iniş iletkeni ve topraklama bölümlerinden oluşan bir yıldırımdan korunma yöntemidir.

 

Aktif Paratoner

Aktif paratonerler erken akış uyarı prensibi ile çalışan paratonerler olarak da anılırlar. İngilizcesi olan (Early Streamer Emission) kelimelerin baş harfleri alınarak E.S.E aktif paratoner olarak da tanımlanırlar.

Aktif paratonerlerin çalışma prensibi o anki havanın yüklerine göre elektrik alan şiddetinin arttırılmasına dayanmaktadır. Böylece negatif veya pozitif yıldırım çeşitlerine karşı koruma sağlamış olmaktadır. Çalışma prensibi, yıldırım yeryüzü ile birleşmeden önce yakalayarak deşarjı güvenli bir biçimde toprağa aktarmaktır. Aktif paratonerlerde bu nedenle yakalama hızı önem kazanır. Havada oluşturduğu elektrik alanı sayesinde yıldırıma iletken bir yol hazırlayarak toprağa veren aktif paratonerler havayı iyonize etmediği için gereksiz deşarjlara neden olmamaktadır. Aktif paratonerler kuruldukları yerin etrafında dairesel bir alan için etkin koruma sağlarlar.

 

Radyoaktif Paratonerler

Radyoaktif paratonerlerde yıldırıma erken yol oluşturmak için İyon yaymak amacıyla Ra-226 ve Am-241 elementler kullanılmıştır. Ancak başlıkta kullanılan radyoaktif elementler canlıların sağlığını olumsuz etkilemektedir. Bu sebeple; Ra-226 radyoaktif kaynaklı paratonerlerin kullanımı dünya genelinde yasaklanmıştır. Am-241 radyoaktif kaynaklı paratonerler de Avrupa birliği ülkeleri tarafından kullanılmamaktadır. Ülkemizde de Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK) yayınladığı 04.01.2000 tarih ve 10700-0005 sayılı genelge ile paratoner üretimi için kullanılan radyoaktif kaynakların (Am-241, Ra-226 v.b.) ithalatına 31.03.2000 tarihinden itibaren izin verilmeyeceği ve yasaklamanın süresiz bir şekilde devam edeceği bildirilmiştir. Kurum 2001 yılında yayınladığı genelge ile kullanılmakta olan radyoaktif paratonerlerin lisanslı firmalar tarafından sökülerek kuruma teslim edilmeleri gerektiğini belirtmiştir. Radyoaktif paratonerler TAEK tarafından gerekli belgeler verilmiş kurum ve kişiler tarafından sökülmeli, özel çantalarda ve korumalı olarak taşınmalıdır.

 

İç Yıldırımlıklar

Paratoner sistemi, tesisi veya yapıyı direk yıldırım darbelerinden korumaya, topraklama sistemi tesis veya yapıda meydana gelen kaçakları ve biriken statik enerjiyi boşaltmaya yararken; ani aşırı akım ve gerilim darbelerine karşı koruma yapmazlar. Yakın çevreye veya doğrudan enerji hattına düşen yıldırım akımlarına veya trafo hareketleri, elektrostatik boşalmalar gibi nedenlerle enerji hatlarında meydana gelen ani aşırı akım ve gerilimlere karşı elektrik tesisatının ve buna bağlı cihazların korunabilmesi için iç yıldırımlık sistemlerinin kullanılması gereklidir.

İç yıldırımlık sistemleri B, C ve D sınıfı olarak gruplara ayrılır. Bu sınıflar, birbirlerini tamamlayan aşamalardır ve birlikte kullanılmalıdır. Uygulama genel olarak; ana panoya B sınıfı koruma modülü, tali panolara C sınıfı koruma modülleri ve cihaz önlerine D sınıfı koruma modülleri kullanılır. Ancak her koruma grubu için onlarca sayıda ürün olduğu da göz önüne alınırsa iç yıldırımlık seçiminin konusunda uzman mühendisler tarafından yapılması uygun olacaktır.