araştırma
Elk. Müh. Ahmet Becerik
ahmet.becerik@emo.org.tr
16-Yüksek Yapılarda Topraklama-
nın Önemi :
Yüksek yapılarda kullanılan her
türlü bina işletim sistemi için elektrik
enerjisine gerek duyulması ve kimi
sistemlerin kesintiye uğramaksızın
çalışmaları zorunluluğu, çok yönlü ve
büyük elektrik güçlerinin dağıtımı, ya-
pıda yüksek düzeyde güvenlik öngö-
ren çalışma ve kullanma koşullarının
sağlanmasını gerektirmektedir.
Elektrik sistemlerinin sürekliliği ve
insan yaşamını güvenceye almak için
elektrik sistemlerinde, gerilim altında-
ki bölümler yalıtılır. Elektrikle çalışan
aygıt ve tesislerde çeşitli nedenlerle
meydana gelen yalıtım hatası, tesis
ve aygıtların, işletme ile doğrudan
doğruya ilgisi olmayan metal ve ilet-
ken gövdelerinin ya da tespit kısım-
larının gerilim altında kalmasına ne-
den olur. “dokunma gerilimi” ve “adım
gerilimi” adı verilen tehlikeli gerilimler
işletme personeliyle elektrik tesisleri
ile herhangi bir dokunma durumunda
bulunabilecek kişiler için yaşamsal
tehlikeye yol açarlar. Oluşabilecek
bu ve benzer nitelikteki bir hata du-
rumunda, insan yaşamını güvenceye
almak amacı ile uygulanacak işlem-
lerden biri de topraklamadır.
Genel olarak yüksek yapılarda bir
topraklama sisteminin aşağıdaki üç
gereksinimi karşılaması gerekir.
•Yıldırım ve kısa devre: Topraklama
sistemi insan güvenliğini sağlamalı,
doğrudan yıldırım çarpmasından kay-
naklanan yangın, parlama, patlama
v.b. gibi hasarlar yanında kısa devre
akımlarının yaratacağı aşırı ısınmala-
rı önleyebilmelidir.
•Güvenlik: Topraklama sistemi yıl-
dırım ve kısa devre akımlarını taşı-
yabilmeli ve uygun bulunmayacak
düzeyde adım gerilimleri ve dokunma
gerilimleri oluşturulmamalıdır.
•Aygıtların korunması ve
işlev-
sellik: Topraklama sistemi, devre
üzerinde bulunan aygıtlar üzerinden
düşük empedanslı bir yol oluşturarak
elektronik sistemi koruyabilmelidir.
Uygun kablo döşeme, gruplama ve
zırhlama uygulamaları elektrik aygıt-
larının etkilenmelerini önlemek açı-
sından son derece önemli konulardır.
Bu üç konu için gerekli hususlar
genellikle ayrı ayrı tanımlanmakla bir-
likte uygulamaları birleşik bir sistem
yaklaşımını gerektirmektedir.
Gerek A.G ve gerekse Y.G. te-
sislerinde
topraklamanın etkili ve
yararlı olabilmesi, bunun iyi yapılmış
olmasına ve gerektiği anda öngörül-
düğü biçimde çalışabilmesine bağ-
lıdır. A.G. ve Y.G. tesislerini genelde
birlikte bulunduran yüksek yapıların
elektrik projelerinin hazırlanması ve
bu tesislerin yapılması ve işletilmesi
sırasında topraklama tesislerine ge-
rekli önemi vermemek çok hatalı bir
tutum olur.
17-Topraklama Sistemlerine Genel
Bir Bakış:
Topraklama başta insanlar olmak
üzere diğer canlıların ve elektrikle iş
gören donanımların tehlikeli gerilime
maruz kalmasını önlemek ve korudu-
ğu tesisin işletme geriliminde sürekli-
liğini güvenle sürdürebilmesi için ge-
reksinim duyulan toprak potansiyelini
sağlayacak elektrik tesisidir.
Topraklama işleminde dikkat edil-
mesi gereken iki nokta vardır:
a) Topraklanacak aygıt veya bö-
lüm ile referans toprak (topraklanan
nesnenin elektrodundan oldukça
uzak bir toprak yüzeyi) arasındaki di-
rencin (toprak elektrodu geçiş direnci,
yayılma direnci) olabildiğince küçük
olmasını sağlamak,
b)Aygıtların, bina donanımının ve
benzeri elemanların aralarında, işlet-
me sırasında potansiyel farkı meyda-
na gelmemesini temin etmektir.
Günümüzde alçak gerilim tesisle-
rinde hata akımından ve hata gerili-
minden yararlanarak çalışan ve top-
raklama yönteminden daha güvenli
ve etkin koruma yöntemleri vardır.
Buna karşılık yüksek gerilim tesisle-
rinde hata gerilimlerine karşı tek ko-
ruma yöntemi topraklamadır.
Topraklama Çeşitleri:
Elektrik tesislerinde yapılan top-
alanları,
uygulama
raklamaların
emo izmir şubesi
36
nisan 2011
Yüksek Yapılar’da Elektrik Mühendisliği-VIII“Topraklama Sistemleri”
araştırma
18.2-Topraklayıcı Boyutlandırılma-
sı ve Topraklayıcı Gereçleri: Top-
raklayıcılar için mekanik dayanım ve
korozyon bakımından gerekli en kü-
çük boyutlar ve sağlanması gerekli
koşullar Elektrik Tesislerinde Toprak-
lamalar Yönetmeliği’nde saptanmış-
tır. En küçük boyutların kullanılması
durumunda topraklayıcıların yakının-
daki toprağın izin verilen değerden
fazla ısınmaması gerekir. Toprak içer-
sinde bulunan topraklayıcılar için ge-
reç olarak sıcak galvanizli çelik, bakır
(galvanizli yada kalaylı) yada kurşun
kaplamalı bakır kullanılabilir. Özel ko-
şullar nedeni ile başka bir gereç seçil-
diğinde bu da olağan koşullar altında
yukarıda açıklanan gereçler kadar
güvenilir olmalıdır
Topraklayıcı elektrot malzemesi
seçiminde elektrot maliyeti ile kulla-
nım ömrünün dikkate alınması ge-
rekmektedir. Malzeme korozyonu ve
korozyona yatkınlık, bir topraklama
sisteminin kullanım ömrünü belirle-
yen iki ana etkendir.
Topraklayıcı olarak kullanılan tipik
toprak elektrotları aşağıda verilmek-
tedir:
•Basit yüzey toprak elektrotları- yatay
olarak yerleştirilmiş düz yada halka
şeklinde şerit yada tel elektrotlar
•Çubuk (Dikey) elektrotlar- iletkenli-
ği farklı toprak tabakaları arasından
geçen yeterli uzunluktaki elektrotlar;
kalın tabakalara kıyasla iletkenliği dü-
şük daha ince tabakalar için özellikle
uygundur.Toprak elektrotunun yerleş-
tirileceği yerdeki yüzey alanı dar olan
yerler için tercih edilir.
raklama tesisi ortak olan şebekeler-
den oluşan tesislerde her şebekedeki
tesisler için yerine getirmelidir.
18.1-Topraklama Hatlarının Yapı-
lışı: Topraklama bağlantı iletkenleri
üzerine ne sigorta ne de ayırıcı ko-
nulamaz, bu iletkenler olası toprak
akımlarına dayanacak şekilde ölçü-
lendirilir. Elektrotu topraklama nok-
tasına veya tesisata bağlayacak ilet-
kenler mümkün oldukça elektrotun
madeninin cinsinden olmalıdır. Top-
raklama iletkenleri ve bağlantıları ko-
layca tanınabilecek şekilde olmalıdır.
Toprağa gömülü olmayan kısımlarda
bu iletkenler kontrolu sağlamak için
bütün uzunlukları boyunca ulaşılabi-
lir durumda olmalı, binaların yangın
tehlikesi olan kısımlarından ayrılmış
olacakları gibi korozyon ile mekanik
darbelere karşıda korunmuş olma-
lıdır. Olanak ölçüsünde topraklama
iletkenlerinin keskin dirsekler yapma-
ması sağlanmalıdır.
amaçları ve etki alanları farklıdır. Top-
raklamalar aşağıda belirtilen nitelikle-
re uygun yapılmaktadır.
1.Koruma topraklaması: İnsan-
ları tehlikeli dokunma gerilimlerine
karşı korumak için işletme araçlarının
etkin olmayan metal kısımlarının top-
raklanması.
2.İşletme topraklaması: İşletme
akım devresinin, tesisin normal işletil-
mesi için topraklanması
3. Fonksiyon topraklaması: Bir
iletişim tesisinin veya bir işletme ele-
manının istenen fonksiyonu yerine
getirmesi için yapılan topraklama.
Yıldırım etkilerine karşı koruma, raylı
sistem topraklaması, zayıf akım ay-
gıtlarının topraklanması.
18-Topraklama Tesislerinin Boyut-
landırılması:
Topraklama tesisleri ısıl (termik)
yüklenme ve topraklama tesisinde-
ki gerilime göre boyutlandırılmalıdır.
Bir topraklama tesisinin topraklama
ve dokunma gerilimleri, özgül toprak
topraklama empedansı
direnci ve
gibi bilinen değerlerinden hesapla-
nır. Topraklama tesisinin boyutlarını,
arıza sırasında topraklama tesisinin
bu bölümden geçen akım ve koruma
düzenleri ve kesicilerin olağan çalış-
malarındaki açma süresi belirler. Bu
koşul anma gerilimleri farklı ve top-
emo izmir şubesi
37
nisan 2011
araştırma
•Örgülü elektrotlar- genellikle ağ şek-
linde yatay olarak zeminin altında sığ
bir derinliğe yerleştirilen elektrotlar
•Toprak elektrot etkili kablo- direnç
olarak şerit-tip
toprak elektrotuna
benzeyen açıklıktaki kılıfı yada zırhlı
toprak ile temasta olan bir kablo
•Temel toprak elektrotları-geniş bir
alanda toprakla temas halindeki be-
tona gömülü iletken metal parçalar
18.2.1-Temel Topraklama Uygula-
ması: Temel toprak elektrotları, bi-
nanın beton yapısına gömülü metal
iletken parçalarıdır. Zemine gömülü
beton kısımlar doğal olarak bir mik-
tar nem içerir ve iletkenlik özellikleri
toprak iletkenliğine yakın olarak kabul
edilir. Bu tip elektrotların alanı geniş
olduğundan dirençlerinin düşük olma-
sı beklenir. Ayrıca beton metal kısım-
ları korozyona karşı korur ve betona
gömülü çelik elektrot elemanların
korozyona karşı ayrıca korunmaları
gerekmez. Temel toprak elektrotları
günümüzde bina topraklamaları için
oldukça pratik çözüm olarak zorunlu
olarak uygulanmaktadır.
Yapılarda temel topraklama işlemi
için iki ana uygulama yapılmaktadır:
•Demir donatısı bulunmayan temel
•Demir donatısı bulunan temel
Her iki uygulama için kullanılan
toprak elektrot malzemesi:
•30mmx3.5mm’den daha küçük
olmayan dikdörtgen kesitli çelik lama
•10mm’den daha küçük olmayan
yuvarlak kesitli çelik çubuk
Çelik elemanlar çinko (galvanize)
kaplanabilir, ancak elektrotu saran
betonun kalınlığı 50 mm’den fazla
ise betonun korozyona karşı koruma
özelliği nedeni ile, çinko kaplamaya
gerek yoktur.
Demir donatısı bulunmayan bir
temelde, elektrot genellikle bina çev-
resi boyunca, temel duvarlarının al-
tına yerleştirilmiş durumdadır. Geniş
temelleri olan binalarda elektrotlar
temeller boyunca genellikle birbirine
bağlı halkalar şeklindedir.
Demir donatısı bulunan bir binada
toprak elektrotu örgülü beton demiri-
nin en altına yerleştirilir ve bu şekil-
de elektrotun korozyona uğraması-
na karşı koruma sağlanır. Ayrıca bu
tür temelin bina yalıtımı içinde kalan
benzeri de bulunmaktadır. Elektrot,
aradaki mesafe 2m’den fazla olmaya-
cak şekilde elektrot boyunca aralıklı
olarak beton demirine tel ile bağlanır.
Ana elektriksel iletim beton üzerinden
olacağından, elektrot-beton demiri
bağlantılarının elektriksel anlamda
sağlam olmasına gerek yoktur. Bina
temellerinin genleşme bağlantıları ile
birbirine ilişkilendirilmiş ayrı ayrı pa-
neller halinde yapılmış olması halin-
de, her panele ait elektrotun diğeri ile
galvanik olarak bağlanması gerekir.
Bu bağlantılar, ölçüm ve bakım kolay-
lığı açısından kolay ulaşılabilir şekil-
de yapılmalıdır.
Temel
toprak elektrot bağlantı
ucu(terminal) uzunluğunun, zemin
seviyesinden en az 150cm yukarıda
olması gerekir. Bağlantı ucu, bina
tesisatının ana birleşme noktasına
mümkün olduğu kadar yakın olma-
lıdır Temel toprak elektrotunun yıldı-
rımdan korunma ile ana bağlantısının
binanın dışında olması gerekmekte-
dir.
Kaynakça :
• Elektrik
Tesislerinde Güvenlik
ve Topraklama-Prof.Dr. Mustafa
İlisu-
Bayram-Elk.Yük.Müh.
EMO Yayını-2004/İstanbul
İsa
• Yüksek Gerilim Elektrik Tesisle-
rinde Topraklama Analizi-Fatoş
Üresin
-Yayımlanmamış Yüksek
Lisans Tezi-KTÜ/ Fen Bilimleri Ens-
titüsü-2010
• Topraklama İçin Bir Sistem Yaklaşı-
mı-Reyer Venhuizen-lPQİ- Sarkuy-
san A.Ş. Yayını-2002
• Topraklama Sistemleri Temel Kons-
trüksiyon Hesapları-Henry Markie-
wicz-Antoni Klajn- lPQİ- Sarkuysan
A.Ş. Yayını-2004
• E.T.T.Y./Yeni Yönetmeliğin Getir-
dikleri- Elk.Yük.Müh. İsa İlisu- EMO
İzmir Etkinlik Sunumu
emo izmir şubesi
38
nisan 2011
Orijinal PDF dökümanını görüntüle
