Topraklama

Elektrikli cihazların herhangi bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı gövdelerinin bir iletkenle toprağa gömülü vaziyetteki topraklama sistemine bağlanması yöntemi. Böylece cihazda elektrik kaçağı varsa, dokunduğumuzda elektrik akımı bizim üzerimizden değil, direnci daha az olan toprak hattı üzerinden geçer ve çarpılma tehlikesi ortadan kalkmış olur.

Topraklamanın görevini yapabilmesi için cihazın gövdesinden toprağa kadar olan elektriksel direncin yeterince düşük olması gerekir. Topraklama iletkenlerinin direnci önemli bir direnç oluşturmaz. Asıl önemli direnç, toprak içinde gömülü bulunan topraklama iletkenlerinden toprağa geçiş direncidir. Toprağa geçiş direncini azaltabilmek için topraklama elektrodları derine gömülür uzun tutulur ve iletkenliği daha fazla olan toprak bulunmaya çalışılır. Örnek olarak toprak altında ıslaklığın başladığı noktaya elektrodlar gömülür. Dünyanın kendisinin direnci pratikte sıfır kabul edilebildiği için dünyanın kendisi bir iletken görevi görür ve devreyi tamamlar.

Toprak sonsuz büyüklükte iletken bir kitledir ve bütün elektrik tesislerinin bulunduğu binaları veya açık hava tesislerini sinesinde taşır. Arızasız bir şebeke işletmesinde toprak üzerinden önemsiz derecede küçük akımlar geçerler. Eğer elektrik tesislerinde bir motor isteyerek veya bir hata sonucunda toprak bir iletkenin bağlantı haline gelirse tesisin bu noktası ile toprak aynı potansiyeli alırlar. Bundan başka simetrik olmayan şebeke hatalarında toprak üzerinden büyük akımların geçmesi beklenebilir. Topraktan geçen akımın bir kısmı arıza yerinde bulanan bir kimsenin üzerinden geçerse , bunun hayatı tehlikeye girebilir. Topraktan geçen kaçak akımlar ayrıca yangına da sebep olabilirler. Toprağın kendi direnci ,0,05 ohm\km gibi gayet küçük bir değerdedir. Fakat toprak üzerinden geçen akımın değerini tayin eden devre direnci, toprak ile temas haline gelen noktalardaki geçiş veya yayılma direncidir. Bazı hallerde bu temas , bir izolasyon hatası sonucunda tesadüfi olarak meydana gelir.Bazı hallerde ise, özel olarak toprağa yerleştirilen bir topraklayıcı elektrot üzerinden toprak ile temas sağlanır: buna topraklama denir.bunlarda aranan en önemli özellik , toprak geçiş ( veya yayılma) direncinin mümkün olduğu kadar küçük olmasıdır.Toprak üzerinden geçen hata akımın değeri , ayrıca şebekenin yıldız noktasının durumuna bağlıdır.Mesela yıldız noktası yalıtılmış şebekelerde bir toprak teması halinde , şebekenin cinsine ve büyüklüğüne bağlı olarak 50-100 A mertebesinde bir kapasitif akım geçer.Toprak teması akımı , yıldız noktasına bağlı bir petersen bobini üzerinden yaklaşık olarak 5-10 A gibi bir aktif artık akım geçer.Yıldız noktası direkt topraklanmış bir şebekede ise bir toprak kısa devresi akımı 1kA kadardır. Elektrik şebekelerinde topraklama tesisleri , bir arıza halinde kısa devre akımlarının insan hayatını tehlikeye sokmayacak yoldan geçmelerini sağlar. Bu bakımdan ,güvenilir bir topraklamanın elde edilmesi için bunun iyi hesaplanması ve şartlara uygun bir şekilde tesis edilmesi gerekir. Topraklamanın hesaplanmasında , tesisin geriliminden ziyade toprak hatalarında geçen akımlar rol oynarlar.Topraklama tesisinin hesaplanmasında şu işlemlerin yapılmaları gerekir:

1) Muhtemel olan en büyük hata akımının hesaplanması,

2) En büyük toprak akımının tayini,

3) Yayılma direncinin hesaplanması,

4) Topraklayıcı geriliminin tayini

5) Temas ve adım gerilimlerinin bulunması.

Topraklama tesislerinde büyük hayati önemi haiz olan temas ve adım gerilimleri , üç boyutlu bir akım alanının kısımları olduklarından , bir topraklama tesisinin hesaplanması , elektro tekniğin zor problemleri arsındadır. Ayrıca toprağın özgül direncinin tayinindeki güvensizlik yüzünden , yapılan hesaplar sonucun da güvenilir değerlerin bulunması mümkün olmaz.

Aşağıda açıklanacağı gibi , tesislerde kullanılan en önemli topraklamalar.

koruma topraklaması, işletme topraklaması ve yıldırım topraklamasıdır.