<\/p>\n
ELEKTR\u00ddK -ELEKTRON\u00ddK - B\u00ddLG\u00ddSAYAR M\u00dcHEND\u00ddSL\u00dd\u00d0\u00dd 10. ULUSAL KONGRES\u00dd\nTOPRAK EMPEDANS VE D\u0130REN\u00c7 \u00d6L\u00c7ME METOTLARININ \nKAR\u015eILA\u015eTIRILMASI \nOnur KAT\u0130PO\u011eULLARI \nGebze Y\u00fcksek Teknoloji Enstit\u00fcs\u00fc \nokatipogullari@penta.gyte.edu.tr \nM. Hakan HOCAO\u011eLU \nGebze Y\u00fcksek Teknoloji Enstit\u00fcs\u00fc \nhocaoglu@penta.gyte.edu.tr \nA n a h t a r K e l i m e l e r : T o p r a k l a m a , T o p r a k \u00d6 z d i r e n c i , T o p r a k l a m a D i r e n c i , T o p r a k l a m a E m p e d a n s \u00fd , G e r i l i m D \u00fc \u00fe \u00fc m \u00fc M e t o d u\n\u00d6zet \nG\u00fcn\u00fcm\u00fczde \ntopraklama sistemleri geni\u015f alanlar \u0131 \nkapsayan kompleks bir yap\u0131ya sahiptir. Bu \u00e7al\u0131\u015fmada \ntopraklama sistemleri hem diren\u00e7 olarak hem de \nempedans olarak ayr\u0131 ayr\u0131 incelenmi\u015ftir. Toprak direnci \n\u00f6l\u00e7me metotlar\u0131 \n\u00f6l\u00e7me metotlar\u0131 \n\u00f6zetlenerek, \naras\u0131ndaki farklar belirlenmi\u015ftir. Topraklama direnci \n\u00f6l\u00e7me y\u00f6ntemleri ger\u00e7ek bir sistemde denenmi\u015f ve \nsonu\u00e7lar kar\u015f\u0131la\u015ft\u0131r\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. \nempedans\u0131 \u00f6l\u00e7me \ngerilim \nToprak empedans\u0131n\u0131 belirleyebilmek i\u00e7in bir \u00f6l\u00e7me \nsistemi d\u00fczenlenmi\u015f ve ger\u00e7ek bir sistem \u00fczerinde \ndenenmi\u015ftir. Toprak \nsistemi \nolu\u015fturulurken \nd\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc metodu \nbasit \n(B.G.D.M.) esas al\u0131nm\u0131\u015ft\u0131r. Toprak direnci ile toprak \ntoprak \nempedans\u0131 de\u011ferleri kar\u015f\u0131la\u015ft\u0131r\u0131lm\u0131\u015f ve \nempedans\u0131n\u0131n toprak direncinden daha b\u00fcy\u00fck oldu\u011fu \ntespit edilmi\u015ftir. Toprak empedans\u0131n\u0131 g\u00f6z \u00f6n\u00fcne \nalmadan yap\u0131lacak \nsistemi emniyet \nanalizinin g\u00fcvenlik s\u0131n\u0131rlar\u0131 i\u00e7inde kalmayabilece\u011fi \nsisteminin geni\u015f \ng\u00f6r\u00fclm\u00fc\u015ft\u00fcr. Empedans \u00f6l\u00e7me \ntopraklama sistemleri \u00fczerinde denenmesi ileri \u00e7al\u0131\u015fma \nolarak planlanmaktad\u0131r. \ntopraklama \nb\u00fcy\u00fck k\u0131sm\u0131 \nincelenmelidir. Bir metre yar\u0131\u00e7apl\u0131 \nyar\u0131k\u00fcre i\u00e7in direncin %90\u2019\u0131 10 metrelik yar\u0131\u00e7ap i\u00e7ini \nolu\u015fmaktad\u0131r [4]. \nToprak \u00f6zdirenci de\u011fi\u015fken niteliktedir 10 \u2126-m ile \n10000 \u2126-m aras\u0131nda oldu\u011fu g\u00f6zlenmi\u015ftir. Toprak \n\u00f6zdirenci toprak tipine, s\u0131cakl\u0131\u011f\u0131na, rutubetine, tuz \noran\u0131na ba\u011fl\u0131d\u0131r. Her tesis i\u00e7in toprak-elektrot diren\u00e7 \nde\u011feri toprak \u00f6zdirencine ba\u011fl\u0131 olarak g\u00fcnl\u00fck ve \nmevsimsel olarak de\u011fi\u015febilir, bu sebepten dolay\u0131 \n\u00f6l\u00e7\u00fcmler %10 tolerans g\u00f6z \u00f6n\u00fcne bulundurularak \nyap\u0131lmas\u0131 uygun d\u00fc\u015fmektedir [4]. \n2 \nTest Teknikleri \ntekniklerin \ntamam\u0131nda \nBu \nreferans elektrotunun \nolduk\u00e7a b\u00fcy\u00fck ve direncinin yakla\u015f\u0131k s\u0131f\u0131r oldu\u011fu \nkabul edilmektedir. Test elektrotlar\u0131 da bu \u00f6zelli\u011fi \npayla\u015fmal\u0131d\u0131r. Eskiden kullan\u0131lan ortak \nreferans \nelektrotu su borular\u0131yd\u0131. Fakat plastik borular\u0131n \nkullan\u0131m\u0131n\u0131n yayg\u0131nla\u015fmas\u0131yla uygunlu\u011funu kaybetti. \nAyn\u0131 zamanda, su borular\u0131n\u0131n kullan\u0131lmas\u0131 geni\u015f \nalanlar\u0131 kapsayan devrelerde toprak sistem direncinin \nreferans\u0131n\u0131n \nda \nsistemler \npayla\u015f\u0131lmas\u0131na sebep olmaktayd\u0131. \ntaraf\u0131ndan \nba\u015fka \n1 Giri\u015f \nToprak direncinin do\u011fru olarak \u00f6l\u00e7\u00fclmesi sa\u011fl\u0131kl\u0131 \n\u00e7al\u0131\u015fan bir topraklama sistemi d\u00fczenlenmesinde \u00f6nemli \nyer tutar. Standartlarda [1-3] topraklama sistemi \u015eekil \n1\u2019deki gibi toprak i\u00e7ine g\u00f6m\u00fclm\u00fc\u015f saf bak\u0131r yar\u0131 k\u00fcre \nolarak tan\u0131mlamaktad\u0131r. \nElektrik g\u00fc\u00e7 sistemlerinin etkin olarak topraklanmaya \nba\u015flamas\u0131yla beraber topraklama direncinin do\u011fru \nolarak belirlenmesi bir\u00e7ok \u00e7al\u0131\u015fmaya konu olmu\u015ftur \n[5]. Bu \u00e7al\u0131\u015fmalar neticesinde farkl\u0131 \u00f6l\u00e7me metotlar\u0131 \nortaya \u00e7\u0131km\u0131\u015ft\u0131r. Bu metotlar\u0131n en \u00e7ok kabul g\u00f6renleri \na\u015fa\u011f\u0131da k\u0131saca \u00f6zetlenmektedir. \n2.1 \nBasit Gerilim D\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc Metodu \nTopraklama sistemi direncinin bulunmas\u0131nda en \u00e7ok \nkabul g\u00f6ren metottur [6]. \u00d6l\u00e7me d\u00fczeni \u015eekil 2\u2019de \ng\u00f6sterildi\u011fi gibidir. \n\u015eekil 1 Toprak i\u00e7ine g\u00f6m\u00fcl\u00fc elektrot. \nBu \u015fekilde tan\u0131mlanan elektrot toprak direncine etki \neden fakt\u00f6rler \u015fu \u015fekilde s\u0131ralanabilir; \n\u0130letken elektrotun metalik direnci \n\u2022 \n\u2022 Yar\u0131 k\u00fcre y\u00fczeyi ile onun \u00e7evresini kaplayan \ntopra\u011f\u0131n temas direnci \n\u2022 Toprak \u00f6zdirenci \n\u0130lk \u015f\u0131k elektrotun uygun bir iletkenden yap\u0131lmas\u0131 ile \nihmal edilebilir. Bundan dolay\u0131 elektrotun toprak \ndirenci, en \u00e7ok elektrotun etraf\u0131ndaki \ntopra\u011f\u0131n \nkarakteristi\u011fi ile elektrotun \u015fekline ba\u011fl\u0131d\u0131r. Pratikte, \ndiren\u00e7 genellikle elektrotun etraf\u0131ndaki s\u0131n\u0131rl\u0131 hacim \ni\u00e7inde kalan b\u00f6lgede olu\u015fmaktad\u0131r. Geni\u015f alanlar\u0131 \nkapsayan topraklama sistemlerinde topra\u011f\u0131n olduk\u00e7a \n\u015eekil 2 \u00d6l\u00e7me devresi. \nBurada iki elektrot kullan\u0131lmaktad\u0131r. Bunlar ak\u0131m \nelektrotu (CE) ile gerilim elektrotudur (PE). Ak\u0131m \nelektrotu topraklama sisteminden C kadar uzakta \ntopra\u011fa \u00e7ak\u0131l\u0131r. B\u00f6ylelikle topraklama sisteminden \ntopra\u011fa akan I ak\u0131m\u0131, ak\u0131m elektrotu yoluyla ak\u0131m \nkayna\u011f\u0131na d\u00f6nebilmektedir. Ak\u0131m\u0131n ak\u0131\u015f\u0131 \ntoprak \ny\u00fczeyi boyunca bir gerilim profili olu\u015fturur. CE ve \nE\u2019yi birle\u015ftiren hat boyunca ard\u0131l noktalardaki \npotansiyel, gerilim probu ile \u00f6l\u00e7\u00fcld\u00fc\u011f\u00fcnde bir e\u011fri elde \nedilecektir. Bu e\u011fri P mesafesi ile V\/I oran\u0131n e\u011frisidir. \n83\n \n \n \n\fELEKTR\u00ddK -ELEKTRON\u00ddK - B\u00ddLG\u00ddSAYAR M\u00dcHEND\u00ddSL\u00dd\u00d0\u00dd 10. ULUSAL KONGRES\u00dd\nDi\u011fer bir deyi\u015fle, potansiyel probunun pozisyonu ile \n\u00f6l\u00e7\u00fclen direncin i\u015faretlenmesiyle elde edilen e\u011fridir. \nToprak direncinin elde edilen bu e\u011frinin d\u00fcz k\u0131sm\u0131nda \nortaya \u00e7\u0131kt\u0131\u011f\u0131 kabul edilmektedir [6]. B.G.D.M\u2019 nun en \n\u00f6nemli dezavantaj\u0131 CE ve E aras\u0131nda tam sonucu \nverecek mesafenin bilinememesinden dolay\u0131 toprak \ndirencinin belirlenmesinde esas olan d\u00fcz b\u00f6lgenin baz\u0131 \ndurumlarda olu\u015fmamas\u0131d\u0131r. \nAk\u0131m elektrotunun yerinin belirlenmesi sadece ak\u0131m \nelektrotu ile topraklama sisteminin \u015fekillerine ba\u011fl\u0131 \nde\u011fildir. Elektrotlar\u0131n i\u00e7inde bulunduklar\u0131 topra\u011f\u0131n \n\u00f6zellikleri \nelektrotunun mesafesinin \nde \nbelirlenmesini etkilemektedir. \nak\u0131m \n2.2 %61.8 metodu \n%61.8 metodu [6], temeli basit gerilim d\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc \nmetoduna dayanmaktad\u0131r. \u0130lk teknikten tek fark\u0131 ak\u0131m \nprobu ile topraklama sistemi aras\u0131nda bir\u00e7ok \u00f6l\u00e7me \nyerine, belirli bir mesafeden tek bir \u00f6l\u00e7\u00fcmle sonucun \nbelirlenmesidir. \nTopra\u011f\u0131 homojen, \na\u015fa\u011f\u0131daki denklem elde edilir; \nsabit \u00f6zdiren\u00e7li varsayarak, \n(\n)\nc\np\n+\n1\nr\n1\np\nR=\n\u03c1\n2\n\u03c0\n1\n\u2212\u2212\nc\n (1) \n1\n\u2212\nDenklem (1)\u2019in g\u00f6sterece\u011fi gibi verilmi\u015f herhangi bir \nelektrot ve sabit C i\u00e7in ger\u00e7ek diren\u00e7 \u00f6l\u00e7\u00fcm\u00fcn\u00fc \ng\u00f6sterecek gerilim probunun pozisyonunun bir tane \noldu\u011fu g\u00f6sterilmi\u015ftir [4, 6]. Bu nokta P=0.618C\u2019in \noldu\u011fu noktad\u0131r. Bu tekni\u011fin avantaj\u0131, \u00e7ok uzun \u00f6l\u00e7me \ni\u015flemine gerek kalmadan tek \u00f6l\u00e7\u00fcmle sistemin t\u00fcm \ntoprak direncinin \u00f6l\u00e7\u00fclmesini sa\u011flamas\u0131d\u0131r. C artt\u0131r\u0131l\u0131p \n\u00f6l\u00e7menin \ni\u015flemin sa\u011flamas\u0131 da \nyap\u0131labilir. Bu \u00f6l\u00e7me tekni\u011finin dezavantaj\u0131 ise ancak \nsimetrik, kompleks olmayan ve homojen toprak i\u00e7ine \ng\u00f6m\u00fclm\u00fc\u015f sistemlerde ger\u00e7eklenebilmesidir. \ntekrarlanmas\u0131yla \n2.3 D\u00f6rt Nokta Metodu \nD\u00f6rt nokta metodunun [6] ilk iki metoda g\u00f6re baz\u0131 \navantajlar\u0131 vard\u0131r. %61.8 metodunda e\u015fde\u011fer yar\u0131 \nk\u00fcrenin merkezinin bilinmesi gerekmekte idi. Tek \n\u00e7ubuklu ve simetrik sistemler i\u00e7in olduk\u00e7a basit olan \nbu i\u015f, geni\u015f ve simetrik olmayan sistemler i\u00e7in g\u00fc\u00e7t\u00fcr. \nD\u00f6rt nokta metodunda kullan\u0131lan ekipman ile \u00f6nceki \nmetotlarda kullan\u0131lan ekipman aras\u0131nda hi\u00e7bir fark \nyoktur. Fakat d\u00f6rt farkl\u0131 gerilim \u00f6l\u00e7\u00fcm\u00fcn\u00fcn yap\u0131lmas\u0131 \ngerekmektedir. Topraklama sistemi ile ak\u0131m elektrotu \naras\u0131nda bizim se\u00e7ece\u011fimiz d\u00f6rt farkl\u0131 noktadan \u00f6l\u00e7\u00fcm \nyap\u0131lmas\u0131na dayan\u0131r. \nP1=0.2C P2=0.4C P3=0.6C P4=0.8C (2) \nGerilim probunun yeri (2)\u2019de verildi\u011fi gibi se\u00e7ilerek bu \nd\u00f6rt farkl\u0131 nokta i\u00e7in d\u00f6rt farkl\u0131 diren\u00e7 de\u011feri \u00f6l\u00e7\u00fclmesi \ntavsiye edilmektedir. Ger\u00e7ek diren\u00e7 bu d\u00f6rt \u00f6l\u00e7\u00fcm \nkullan\u0131larak \u015fu \u015fekilde hesaplan\u0131r [6]; \nR=(-0.1187)R1-(0.4667)R2+(1.9816)R3-(0.3961)R4 (3) \nDenklem (3)\u2019deki R1,R2,R3,R4 diren\u00e7 de\u011ferleri her bir \nP de\u011feri i\u00e7in \u00f6l\u00e7\u00fclen diren\u00e7 de\u011ferlerdir. \u00d6l\u00e7\u00fclen diren\u00e7 \n84\nde\u011ferleri se\u00e7ilen referans noktas\u0131ndan ba\u011f\u0131ms\u0131zd\u0131r. Bu \nteknikte hatay\u0131 \u00f6nlemek i\u00e7in P noktalar\u0131ndan yap\u0131lacak \n\u00f6l\u00e7\u00fcmlerde ayn\u0131 referans noktas\u0131n\u0131n kullan\u0131lmas\u0131na \ndikkat edilmelidir. C artt\u0131r\u0131larak ikinci \u00f6l\u00e7\u00fcmlerin \nyap\u0131lmas\u0131yla sonu\u00e7lar\u0131n do\u011frulu\u011fu kontrol edilebilir \n2.4 Kesi\u015fen Do\u011fru Metodu \nKesi\u015fen do\u011fru metodu [7] topraklama sisteminin \nelektriksel merkezinin tam olarak belirlenememesi \ndurumlar\u0131nda P ve C noktalar\u0131 i\u00e7in ayn\u0131 hata miktar\u0131yla \n\u00f6l\u00e7me yap\u0131lmas\u0131 ilkesine dayanan bir metottur. \u00dc\u00e7 \nfarkl\u0131 C noktas\u0131 i\u00e7in \u00f6l\u00e7\u00fcm yap\u0131larak toprak direnci \ne\u011frisinin bulunmas\u0131n\u0131 \u00f6nerir ve bu \u00f6l\u00e7me \ni\u00e7in \nB.G.D.M\u2019 a ihtiya\u00e7 duyar. Bu \u00f6l\u00e7me sonu\u00e7lar\u0131n\u0131n hepsi \nelektriksel \ni\u00e7in \nayn\u0131 hatay\u0131 \nmerkezinden \u00f6l\u00e7\u00fcm yap\u0131lm\u0131\u015f kadar do\u011fru bir \ntopraklama sistem direnci bulunacakt\u0131r. Bu metotta her \nC de\u011feri bir \u00f6nceki C de\u011ferinden 1.5-2 kat\u0131 b\u00fcy\u00fck \nal\u0131nmas\u0131 \u00f6nerilmektedir. P noktas\u0131n\u0131n de\u011ferleri \na\u015fa\u011f\u0131daki denklemle elde edilir \nsistemin \ni\u00e7erdi\u011fi \nP\u03bb=0,618*(C+\u03bb)-\u03bb (4) \nDenklem (4)\u2019de \u03bb ger\u00e7ek merkez ile kabul edilen \nmerkez aras\u0131ndaki mesafedir. R-\u03bb aras\u0131ndaki e\u011frinin \n\u00e7izilmesi gereklidir. \nPratikte \u00fc\u00e7 farkl\u0131 C i\u00e7in \u00e7izilen e\u011friler tek bir noktada \nkesi\u015fmezler fakat aralar\u0131nda bir \u00fc\u00e7gen olu\u015ftururlar, \nolu\u015fan \u00fc\u00e7genin a\u011f\u0131rl\u0131k merkezi kullan\u0131larak R ve \u03bb \nde\u011ferleri belirlenir [7]. \n2.5 \nE\u011fim metodu \nE\u011fim metodunda [8] toprak diren\u00e7 e\u011frilerinin de\u011fi\u015fim \nkatsay\u0131s\u0131n\u0131n belirlenmesi esas\u0131na dayanmaktad\u0131r. Sabit \nC noktas\u0131 i\u00e7in de\u011fi\u015fik \u00fc\u00e7 P noktas\u0131ndan yap\u0131lan \u00f6l\u00e7\u00fcm \nyoluyla e\u011frinin de\u011fi\u015fim katsay\u0131s\u0131n\u0131n hesaplanmas\u0131n\u0131 \nesas al\u0131r. Gerilim probu P1=0.2C, P2=0.4C ve P3=0.6C \nnoktalar\u0131na s\u0131ras\u0131yla yerle\u015ftirilir ve R1, R2 ve R3 diren\u00e7 \nde\u011ferleri \u00f6l\u00e7\u00fcl\u00fcr. B\u00f6ylece e\u011frinin de\u011fi\u015fim katsay\u0131s\u0131 \n\u015f\u00f6yle hesaplanabilir; \n2\n1\n3\n2\nR\nR\n=\u00b5\nR\nR\n (5) \n\u2212\n\u2212\nDenklem (5)\u2019den hesaplanan \u00b5 de\u011feri ile tablodan [8] \nPT\/C de\u011feri elde edilir. C bilindi\u011finden do\u011fru \u00f6l\u00e7menin \n(P) nereye \ni\u00e7in gerilim probunun \nyap\u0131labilmesi \nyerle\u015ftirilmesi gerekti\u011fi bulunabilir. Gerilim probu \nreferans b\u00f6lgeden PT metre kadar ileriye yerle\u015ftirilir ve \n\u00f6l\u00e7me yap\u0131l\u0131r. \nTest sonucunda elde edilen \u00b5 de\u011feri 2\u2019den b\u00fcy\u00fck \nbulunursa, ak\u0131m probunun yeri referans noktas\u0131ndan \nuzakla\u015ft\u0131r\u0131l\u0131r ve \u00f6l\u00e7me tekrarlanarak tekni\u011fin cevap \nverece\u011fi \u00b5 de\u011feri elde edilir \n2.6 \nToprak \nkar\u015f\u0131la\u015ft\u0131r\u0131lmas\u0131 \ndirenci \n\u00f6l\u00e7me metotlar\u0131n\u0131n \nB.G.D.M \ntopraklama \nile %61.8 metodu simetrik \nsistemlerinde yap\u0131lan \u00f6l\u00e7melerde kullan\u0131lmas\u0131 en \nuygun metotlard\u0131r. D\u00f6rt nokta metodu, kesi\u015fen do\u011fru \nmetodu ve \nsimetrik olmayan \nsistemlerde kullan\u0131lmaktad\u0131r. Temel olarak B.G.D.M \ne\u011fim metotlar\u0131 \n \n\fELEKTR\u00ddK -ELEKTRON\u00ddK - B\u00ddLG\u00ddSAYAR M\u00dcHEND\u00ddSL\u00dd\u00d0\u00dd 10. ULUSAL KONGRES\u00dd\nbaz al\u0131nmaktad\u0131r. D\u00f6rt nokta metodu yap\u0131lan \u00f6l\u00e7me \nsonu\u00e7lar\u0131n\u0131n denklem (3)\u2019de yerine konulmas\u0131 ile \ntoprak diren\u00e7 de\u011ferini vermektedir. Simetrik olmayan \ntopraklama sistemleri i\u00e7in geli\u015ftirilen di\u011fer metotlarda \nile bulunan P \n\u00f6l\u00e7\u00fclen de\u011ferin \nesas\u0131na \nnoktas\u0131ndan \ndayanmaktad\u0131r. \nyap\u0131lmas\u0131 \ni\u015flenmesi \n\u00f6l\u00e7\u00fcm \ntekrar \nyeni \n3 \nTopraklama \n\u00f6l\u00e7\u00fclmesi \nsistemlerinde \nempedans\u0131n \nAmerikan standartlar\u0131nda [1-3] topraklama sisteminin \nempedans\u0131n\u0131n \u00f6l\u00e7\u00fclmesi i\u00e7in sisteme alternatif ak\u0131m \nenjekte edilmesi gerekti\u011fi belirtilmektedir. Bununla \nbirlikte, pratikte yayg\u0131n olarak topraklama sisteminin \ntoprak direncinin \u00f6l\u00e7\u00fclmesi i\u00e7in DC \u00f6l\u00e7me yapan \ntoprak direnci \u00f6l\u00e7me cihazlar\u0131 kullan\u0131lmakta ve sistem \nempedans\u0131 ile yakla\u015f\u0131k olarak ayn\u0131 kabul edilmektedir. \nBundan dolay\u0131, ar\u0131za durumlar\u0131 \ntopraklama \nsistemdeki gerilim y\u00fckselmesinin tehlike s\u0131n\u0131rlar\u0131n\u0131n \nhesaplanmas\u0131nda topraklama direnci baz al\u0131nmaktad\u0131r. \ni\u00e7in \n\u015eekil 3 Topraklama empedans \u00f6l\u00e7me devresi. \n\u015eekil 3\u2019de g\u00f6r\u00fclen \u00f6l\u00e7me sisteminde test edilecek \nsisteme, \u00e7\u0131k\u0131\u015flar\u0131 kontrol edilebilen g\u00fc\u00e7 kayna\u011f\u0131 ile \nak\u0131m uygulanmaktad\u0131r. \u00d6l\u00e7me sistemi ile g\u00fc\u00e7 kayna\u011f\u0131 \nizolasyon transformat\u00f6r\u00fc ile tamamen izole edilmi\u015ftir. \nTopraklama sistemine enjekte edilen ak\u0131m, ak\u0131m \nprobu, toprak y\u00fczeyinde olu\u015fan gerilim ise gerilim \nprobu taraf\u0131ndan okunmaktad\u0131r. Sistemden elde edilen \nbu veriler i\u015flenmek \u00fczere bilgisayara aktar\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. \n\u00d6l\u00e7me sistemimizde ak\u0131m probu (C) ile gerilim probu \n(P) ayn\u0131 y\u00f6nde at\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. \u00d6l\u00e7me tekni\u011fi olarak basit \ngerilim d\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc y\u00f6ntemi kullan\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. Basit gerilim \nd\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc metodundan farkl\u0131 olarak sisteme de\u011fi\u015fik \nfrekanslarda ayn\u0131 genlikte ak\u0131m enjekte edilmi\u015ftir. \nAk\u0131m probu (C) ile gerilim probunun (P) ayn\u0131 y\u00f6nde \nat\u0131lmad\u0131\u011f\u0131 \u00f6l\u00e7me metotlar\u0131 da mevcuttur [5]. Bu \nmetotlarda ama\u00e7 ak\u0131m probu kablosu ile gerilim probu \nkablosu aras\u0131ndaki kar\u015f\u0131l\u0131kl\u0131 end\u00fcktans etkisini asgari \nd\u00fczeye \u00e7ekebilmektir. \nSisteme ak\u0131m enjekte edilmeden \u00f6nce ak\u0131m probu ile \ntest edilecek topraklama sistemi aras\u0131ndaki g\u00fcr\u00fclt\u00fc \nsinyali okunmu\u015ftur. Bu sinyalin zaman domeynindeki \nde\u011fi\u015fimi \u015eekil 4\u2019te sunulmu\u015ftur. \n3 .0 0 E + 0 0\n2 .0 0 E + 0 0\n1 .0 0 E + 0 0\n0 .0 0 E + 0 0\n- 1 .0 0 E + 0 0\n- 2 .0 0 E + 0 0\n- 3 .0 0 E + 0 0\n- 4 .0 0 E + 0 0\n)\nV\n(\nm\ni\nl\ni\nr\ne\nG\n- 1 . 0 0 E -0 2\n0 . 0 0 E + 0 0\n1 .0 0 E - 0 2\n2 .0 0 E - 0 2 \nZ a m a n ( s n ) \n3 .0 0 E - 0 2 \n4 . 0 0 E - 0 2 \n5 . 0 0 E - 0 2\n\u015eekil 4 Sistemde mevcut olan g\u00fcr\u00fclt\u00fc sinyali. \nG\u00fcr\u00fclt\u00fc sinyali \u00f6nceden tespit edilmi\u015f ve MATLAB \nprogram\u0131 yard\u0131m\u0131yla sistemden \u00f6l\u00e7\u00fclen sinyalden \ng\u00fcr\u00fclt\u00fc sinyali ar\u0131nd\u0131r\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. Frekans spektrumu \nincelendi\u011finde a\u011f\u0131rl\u0131kl\u0131 olarak 50Hz ve katlar\u0131ndaki \nfrekanslarda g\u00fcr\u00fclt\u00fc oldu\u011fu tespit edilmi\u015ftir. \n4 Metotlar\u0131n ger\u00e7ek bir sistemde uygulanmas\u0131 \nistasyonun \ntransformat\u00f6r \n34\/0.4kV\u2019luk \nempedans\u0131n\u0131n \u00f6l\u00e7\u00fclmesi \nTrafo \nd\u00fczene\u011fi \ntopraklamas\u0131n\u0131n nas\u0131l bir yap\u0131ya \nbilinmemektedir. Bu sistemde \nempedans\u0131 \u00f6l\u00e7me metotlar\u0131 denenmi\u015ftir. \ntoprak \ni\u00e7in \u015eekil 3\u2019deki \u00f6l\u00e7me \nmerkezinin, \nsahip oldu\u011fu \ntoprak direnci ve \nkullan\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. \n2 , 5\n2\n1 , 5\n1\n0 , 5\n)\nm\nh\no\n(\n\u00e7\nn\ne\nr\ni\nD\nn\ne\n\u00fc\n\u00e7\n\u00d6\nl\nl\n0\n0\n1 0\n4 0 \n3 0 \n2 0\nG e r i li m P r o b u n u n Y e r i ( m ) \nC 2 = 6 0 m \nC 1 = 4 0 m \n5 0 \n6 0\n\u015eekil 5 Ger\u00e7ek sistemde basit gerilim d\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc \nmetodu ile elde edilen diren\u00e7 de\u011fi\u015fim grafi\u011fi. \n\u015eekil 5\u2019de basit gerilim d\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc metoduyla yap\u0131lan \n\u00f6l\u00e7me sonu\u00e7lar\u0131 g\u00f6r\u00fclmektedir. E\u011fride toprak direncini \nverecek olan d\u00fcz k\u0131sm\u0131n C=40m i\u00e7in tam olarak tespit \nedilemedi\u011fi g\u00f6r\u00fclmektedir. C mesafesi art\u0131r\u0131ld\u0131\u011f\u0131nda \nd\u00fcz k\u0131sm\u0131 daha belirginle\u015fmektedir. \nTablo 1 \u00d6l\u00e7\u00fclen topraklama direnci de\u011ferleri. \n%61.8 metodu \nC=40m \nC=60m \nP(m) \n24.72 \nR(\u2126) \n1.46 \nP(m) \n37.08 \nR(\u2126) \n1.45 \nD\u00f6rt nokta metodu \nP(m) \n8 \n16 \n24 \n32 \nC=40m \nRP(\u2126) \n1.28 \n1.37 \n1.43 \n1.61 \nR(\u2126) \n1.405 \nP(m) \n12 \n24 \n32 \n48 \nE\u011fim metodu \nC=60m \nC=60m \nRP(\u2126) \n1.3 \n1.38 \n1.42 \n1.54 \nR(\u2126) \n1.405 \nP=0.2C \nP=0.2C \nP=0.2C \n\u0130\u00e7in R1 \n\u0130\u00e7in R2 \n\u0130\u00e7in R3 \n\u00b5 \nPT\/C \nPT \nR(\u2126) \n1.33 \n1.38 \n1.45 \n1.4 \nC=60m \n0.43 \n28.85 \n1.405 \nP=0.2C \nP=0.2C \nP=0.2C \n\u0130\u00e7in R1 \n\u0130\u00e7in R2 \n\u0130\u00e7in R3 \n\u00b5 \nPT\/C \nPT \nR(\u2126) \n1.28 \n1.378 \n1.43 \n0.67 \n0.602 \n24.1 \n1.40 \n\u00d6l\u00e7me sonucunda; B.G.D.M ve %61.8 metotlar\u0131nda \nbulunan diren\u00e7 de\u011ferinin di\u011fer metotlara g\u00f6re daha \nb\u00fcy\u00fck oldu\u011fu g\u00f6r\u00fclmektedir. Kesi\u015fen e\u011fri metodunda \nda kesi\u015fmenin tek noktada ger\u00e7ekle\u015fmemesi toprak \nedilmesini \nolarak \ndirencinin \ntespit \ntam \n85\n \n \n \n \n \n \n \n \n \n\fELEKTR\u00ddK -ELEKTRON\u00ddK - B\u00ddLG\u00ddSAYAR M\u00dcHEND\u00ddSL\u00dd\u00d0\u00dd 10. ULUSAL KONGRES\u00dd\nmetotlar\u0131n\u0131n benzer oldu\u011fu g\u00f6r\u00fclmektedir. Topraklama \nsistemlerinin gitgide daha kompleks bir yap\u0131ya sahip \nolmalar\u0131ndan dolay\u0131 ak\u0131m enjekte edilecek merkez \nnoktan\u0131n yerinin belirlemesi olduk\u00e7a g\u00fc\u00e7le\u015fmektedir. \nT\u00fcm \ntopraklama \nsistemini yar\u0131 k\u00fcre olarak kabul edilmesi esas\u0131na \ndayanmaktad\u0131r. \ntopraklama \u00f6l\u00e7me y\u00f6ntemleri \nB.G.D.M\u2019 da C=40m i\u00e7in yap\u0131lan elde edilen R-P \ne\u011frisinde direnci verecek olan d\u00fcz b\u00f6lge elde \nedilememi\u015ftir. C=60m i\u00e7in \u00f6l\u00e7\u00fcmler tekrarlanm\u0131\u015f ve \ne\u011frinin d\u00fcz k\u0131sm\u0131n\u0131n belirginle\u015fti\u011fi fakat \ntoprak \ndirencinin de\u011ferini tam olarak belirleyebilecek \u015fekilde \nolu\u015fmad\u0131\u011f\u0131 g\u00f6r\u00fclmektedir. \nD\u00f6rt nokta, e\u011fim metotlar\u0131yla elde edilen diren\u00e7 \nde\u011ferlerinin birbirleri ile ayn\u0131 olmas\u0131 ve bu diren\u00e7 \nde\u011ferinin %61.8 metodundan \nolmas\u0131 \nsistemimizin \nsimetrik olmad\u0131\u011f\u0131n\u0131 g\u00f6stermektedir. \nB.G.D.M ile %61.8 metodunun bu sistem i\u00e7in do\u011fru \nbir yakla\u015f\u0131m g\u00f6stermedi\u011fi g\u00f6r\u00fclm\u00fc\u015ft\u00fcr \nfarkl\u0131 \noldu\u011fu \n\u00d6l\u00e7meler sonucunda k\u00fc\u00e7\u00fck bir topraklama sisteminde \ndahi topraklama empedans\u0131n\u0131n topraklama direncinden \nemniyet \nb\u00fcy\u00fck \nde\u011ferlendirmesinde baz\u0131 problemler ya\u015fanmas\u0131na \nsebep olabilmektedir. Geli\u015ftirilen \u00f6l\u00e7me d\u00fczene\u011fi daha \nb\u00fcy\u00fck \ntopraklama sistemlerinde uygulanacak ve \nsonu\u00e7lar de\u011ferlendirilecektir. \ng\u00f6r\u00fclmektedir. Buda \nKAYNAKLAR \n1 IEEE: \u201cANSI\/IEEE Std 81-1983, IEEE Guide For \nMeasuring Earth Resistivity, Ground Impedance and \nEarth Surface Potentials of a Ground System\u201d, The \nInstitute of Electrical and Electronic Engineers, New \nYork, 1983 \n2 IEEE: \u201cIEEE Std 81.2-1991, IEEE Guide for \nMeasurement of Impedance and Safety Characteristics \nof Large, Extended or Interconnected Grounding \nSystems\u201d, The Institute of Electrical and Electronic \nEngineers, New York, 1991 \n3 IEEE: \u201cIEEE 80, IEEE Guide for Safety in AC \nSubstation Grounding\u201d, The Institute of Electrical and \nElectronic Engineers, New York, 1980 \n4 Tagg, G.F: \u201cEarth Resistances\u201d, George Newnes \nLimited 1964 \n5 Jones, P: \u201cElectrical Measurement of Large Area \nSubstation Earth Grids\u201d, Ph.D. Thesis, 2001 \n6 Tagg, G.F : \u201cMeasurement of Earth-Electrode \nResistance with Particular Reference \nto Earth-\nElectrode Systems Covering a Large Area\u201d, Proc. IEE, \nVol.111, No.12, December 1964 \n7 Tagg, G.F : \u201cMeasurement of the Resistance of an \nEarth-Electrode System Covering a Large Area\u201d, Proc. \nIEE, Vol.116, No.3, March 1969. \n8 Tagg, G.F : \u201cMeasurement of the Resistance of \nPhysically Large Earth-Electrode Systems\u201d, Proc. IEE, \nVol.117, No.11, November 1970 \nzorla\u015ft\u0131rmaktad\u0131r. D\u00f6rt nokta ve e\u011fim metotlar\u0131yla \nayn\u0131 oldu\u011fu Tablo 1 de \n\u00f6l\u00e7\u00fclen de\u011ferlerin \ng\u00f6r\u00fclmektedir. \n)\nm\nh\no\n(\n\u00e7\nn\ne\nr\ni\nD\nn\ne\n\u00fc\n\u00e7\n\u00d6\nl\nl\n1,56 \n1,54 \n1,52 \n1,5 \n1,48 \n1,46 \n1,44 \n1,42 \n1,4 \n1,38 \n0 \n1 \n2 \n3\nC1=20m \n5 \n6 \n7\n4 \nMesafe(m) \nC2=30m \nC3=45m \n\u015eekil 6 Kesi\u015fen do\u011fru metodunun uygulanmas\u0131 \nsonucu elde edilen diren\u00e7 de\u011ferleri. \nAyn\u0131 sistemde \nyap\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. \ntoprak empedans\u0131 \u00f6l\u00e7\u00fcmleri de \n6 \n4 \n2 \n0 \n- 2 \n- 4 \n- 6 \nm\ni\nl\ni\nr\ne\nG\ne\nv\nm\n\u0131\nk\nA\n- 4 . 0 0 E -0 2 - 2 . 0 0 E -0 2 0 . 0 0 E + 0 0 2 . 0 0 E - 0 2 4 . 0 0 E - 0 2 6 . 0 0 E - 0 2 8 . 0 0 E - 0 2 1 . 0 0 E - 0 1\nZ a m a n ( s n ) \nG e r ilim ( V ) \nA k \u0131 m ( I) \n\u015eekil 7 Sistemden okunan harmonikli sinyal. \n\u015eekil 7\u2019de topraklama sistemine 50Hz\u2019lik ak\u0131m enjekte \nedildi\u011finde 75m. mesafedeki gerilim probundan \nokunan gerilim ile enjekte edilen ak\u0131m g\u00f6r\u00fclmektedir. \nSisteme de\u011fi\u015fik frekansta ak\u0131mlar enjekte edilerek \ntopraklama empedans\u0131 belirlenmi\u015ftir. \n1.7 \n1.6 \n1.5 \n1.4 \n1.3 \n1.2 \n1.1 \n1 \n)\nm\nh\no\n(\ns\nn\na\nd\ne\np\nm\nE\n0 \n20 \nDC Diren\u00e7 \n60Hz \n355Hz \n35Hz \n75Hz \n455Hz \n40 \n60 \nMes afe (m) \n45Hz \n155Hz \n750Hz \n40Hz \n105Hz \n500Hz \n80 \n100\n50Hz \n205Hz \n1000Hz \n55Hz\n255Hz\n1500Hz\n\u015eekil 8 Empedans\u0131n frekansa g\u00f6re de\u011fi\u015fimi. \n\u015eekil 8\u2019de gerilim probu mesafesi ile empedans de\u011feri \naras\u0131ndaki e\u011fri verilmi\u015ftir. Farkl\u0131 frekans de\u011ferleri i\u00e7in \nayr\u0131 e\u011friler elde edilmi\u015f ve frekansa ba\u011fl\u0131 olarak \nempedans de\u011ferinin de\u011fi\u015fti\u011fi g\u00f6r\u00fclm\u00fc\u015ft\u00fcr. \ns\nn\na\nd\ne\np\nm\nE\n1 .8 0 E + 0 0 \n1 .7 0 E + 0 0 \n1 .6 0 E + 0 0 \n1 .5 0 E + 0 0 \n1 .4 0 E + 0 0 \n1 .3 0 E + 0 0 \n1 .2 0 E + 0 0 \n1 .1 0 E + 0 0 \n1 .0 0 E + 0 0 \n1 0 \n1 0 0 \nP = % 1 5 C P = % 3 0 C P = % 4 5 C\nP = % 6 0 C P = % 7 5 C P = % 9 0 C\n1 0 0 0 \n1 0 0 0 0\nF r e k a n s (H z ) \n\u015eekil 9 Topraklama sistem empedans\u0131. \n\u015eekil 9\u2019da frekans de\u011fi\u015fimi ile empedans de\u011fi\u015fimi \naras\u0131ndaki e\u011fri ile 50Hz\u2019de empedans da de\u011fi\u015fim \ng\u00f6zlenmektedir. 50Hz\u2019in katlar\u0131ndaki \nfrekanslarda \nak\u0131m enjekte edilmemi\u015ftir. Bunda ama\u00e7 harmonik \netkisini en aza indirmektir. \n5 \nSonu\u00e7lar \nTopraklama sistemlerinde \ntopraklama empedans\u0131 \u00f6l\u00e7\u00fclmesinde \ntopraklama direnci \nile \ntemel \u00f6l\u00e7me \n86\n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n\f<\/pre>\n
\n