"YG tesislerinde koruma topraklama direnci değeri ne olmalıdır?" Diye sıkça sorulan bir soru vardır. Bu sorunun cevabı Elektrik Tesislerinde Topraklama Yönetmeliği’ndedir.
Serinin ikinci yazısını olan "Yüksek gerilim enerji nakil hatlarında koruma topraklaması direnç değeri en fazla ne olmalıdır?" makalesini okumak için bu linki tıklayabilirsiniz.
ETTY’de bu durum aşağıdaki şekilde açıklanmaktadır;
Yüksek Gerilim Tesislerinde Topraklama
Topraklama Tesislerinin Boyutlandırılması
Serinin ikinci yazısını okumak için bu linki takip edebilirsiniz.
Madde 5-a) Topraklama tesislerinin kurulması için temel koşullar:
Topraklama tesislerinin kurulmasında dört koşul yerine getirilmelidir.
1) Mekanik dayanım ve korozyona karşı dayanıklılığın sağlanması,
2) Isıl bakımdan en yüksek hata akımına (hesaplanarak bulunan) dayanıklılık,
3) İşletme araçları ve nesnelerin zarar görmesinin önlenmesi,
4) En yüksek toprak hata akımı esnasında, topraklama tesislerinde ortaya çıkabilecek gerilimlere karşı insanların güvenliğinin sağlanması.
Bu koşullardan dolayı topraklama tesislerinin boyutlandırılması için aşağıdaki parametreler önemlidir:
- Hata akımının değeri,(*)
- Hatanın süresi,(*)
- Toprağın özellikleri. ...”
YG tesislerine yapılacak topraklama ile bir hata durumunda toprağa bir akım aktığında tesis etrafında oluşacak gerilim direğe dokunan veya yakındaki canlılara zarar vermeyecek şekilde dizayn edilmelidir. Koruma topraklaması değeri sabit bir değer olacak diye şeklinde bir açıklama bulunmamaktadır. Bu ancak bir hesap neticesinde bulunabilir.
Bunu bir örnek vererek anlatalım;
- 31,5kV’luk bir yüksek gerilim direği koruma topraklaması (kazık) direnci (RA) 2Ω olarak ölçülmüştür.
- 31,5kV’luk hattı besleyen indirici transformatörde 20Ω’luk bir NÖTR direnci (RN) vardır.
- Direk çevresinde Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliğinde bildirilen M önlemleri alınmamıştır.
- 31,5kV’luk hattın başındaki kesicinin açma süresi 0,2s olarak belirlenmiştir.
- ENH iletken direnci-İndirici TRF empedansları ve toprağın direnci 0 (sıfır) kabul edilmiştir.
- Bir fazın direğin metal gövdesine temas ettiği bir arıza oluşmuştur.
Buna göre;
IE ve ZE belirlenir. RN=20Ω RA=2 Ω, ZE=RN+RA
IE = (1,1*31,5kV) / (√3*(20Ω+2Ω)) = 0,910kA (Topraktan geçen akım)
UE = 0,910kA. 2Ω = 1,82kV (Direk etrafında oluşan gerilim değeri)
Bu eğri sadece yüksek gerilim şebekelerindeki toprak hataları için geçerlidir.
Y.G Tesislerinde Topraklama Tesisinin Tasarımı
0,2s hata süresi için eğriden bulunan değer UTP = 500V’dir.Biz bu değeri algoritmada yerine koyarsak ;
UE<2*UTp olmalıdır. 1820V>2*500V UE> 2 x UTP uygun değildir.
Bu direğe dokunan ve çok yakınındaki insanlar için tehlikeli bir durum mevcuttur. Bu durumun önüne geçmek gerekir. Direğin topraklama direncinin 1 ohm olması halinde tehlikeden bahsedilemeyecektir. (IE=952A , UE=952V<2*500V). Ancak bu değeri pratikte yakalamak mümkün değildir.
Yönetmelikte belirtilen M önlemleri alınması ile UE< 4 x UTP = 1820V≤2000V ve hata süresi t<0,2s için yapılan topraklama tesisi uygundur.
M önlemlerinden birisi olan halka topraklaması nedir? İsterseniz inceleyelim.
Yüksek gerilim tesislerinde topraklama yapılmadan önce hesaplamaların ve ölçümlerin yapılması gerekir. Bir Faz-Toprak k.d hesaplarında çıkan akım değerlerine ve topraklama yapılması halinde oluşacak topraklama gerilimlerine ETTY. Madde 6. da belirtildiği gibi değerlendirme yapmak gerekecektir.
Halka topraklaması, toprağın donma sınırı kabul edilen 50cm’ den daha derinde topraklama iletkeninin toprak içerisine yerleştirilmesinden ibarettir. Halka topraklaması direğin gövdesi ile birleştirilecek ve direkten 1m uzaklıkta bir çember şeklinde olacaktır. Halka topraklaması bir direğe yapıldığında o direğe levha- kazık gibi topraklama yapılmasına ihtiyaç kalmayacaktır.
Halka topraklaması yapılması halinde direğin gövdesi ile toprağın 1 metre uzağı arasında çok düşük bir fark gerilim meydana geldiği için(potansiyel düzenlemesi) direğe yaklaşan ve dokunan canlılar için tehlike kalmayacaktır.
Kazık topraklama yapılmış bir ENH direği etrafında oluşan potansiyelin dağılımı
Halka topraklaması yapılmış ENH direği etrafında oluşan potansiyel dağılımı (Potansiyel düzenleme yapılmış)
Yapılacak hesaplamalarda 1 halka yeterli gelmiyorsa 2.halka, 1. Halkadan 1 metre uzaklığa gömülerek yapılabilecektir.
Trafo binalarında-kesici ölçü kabinlerinde de durum farklı değildir. Temel topraklaması yapılsa dahi ( ki mecburidir) UTP değerleri çok yüksektir.
YG tesislerinde arıza akımlarının çok büyük olması nedeni ile TM’lere yakın (1-2 km mesafede), yerlerde çok dikkatli topraklama yapmak gerekir. Yerleşim yerlerinden YG hatları geçirilirken direklerin topraklamaları ile binaların koruma topraklamaları arasında çok az bir mesafe olduğu için YG tesislerinde oluşabilecek toprak arızalarında diğer topraklayıcılar üzerinde tehlikeli gerilimler oluşacaktır.
Bu durumda; YG ve AG koruma topraklama tesisleri gerekli şartlar oluşturularak birleştirilmesi gerekmektedir. Bunun dışındaki ENH kısımlarında (arazilerde –tarlalarda) halka topraklaması yapılması zorunluluk teşkil etmektedir
Yazar Hakkında
Nejat Cahit Gençer
Elektrik Mühendisi
[email protected]
1963 ANTALYA doğumlu , Yıldız Üniversitesi Elektrik Mühendisliği bölümünden 1984 yılında mezun olmuştur.1985 yılından beri çalıştığı TEDAŞ'tan 2011 yılında emekli olduktan sonra farklı şirketlerde görevler almıştır. EMO'da MİSEM kapsamında Elektrik Tesislerinde Topraklama konusunda 2009 yılından beri eğitim vermektedir. Elektrik Dağıtım Şirketlerinde bir dizi eğitimler vermiştir. Bu dağıtım şirketlerinde kendi soyadı ile anılan "GENÇER METODU" ile arıza bulma yöntemini anlatma imkanı bulmuştur. Bu metodun uygulanması sayesinde Alçak gerilim elekrik tesislerinde birçok kaza(ölüm-yaralanma) olmadan arızalar bulunarak giderilmiştir.