Topraklama Nedir? Amaçlarına Göre Topraklama Çeşitleri

Topraklama
Tanım: Elektrikli işletme araçlarının (generatör, transformatör, motor, kesici, ayırıcı, direk,aydınlatma armatürü, buz dolabı, çamaşır makinası v.b.) aktif olmayan (normal işletmede gerilim altında olmayan) metal kısımlarının bir
iletken üzerinden toprakla birleştirilmesidir. Toprakla bağlantı çeşitli şekillerdeki topraklayıcılarla (toprak elektrotları) yapılır.
Topraklamanın amaca göre sınıflandırılması
Topraklama başlıca üç amaçla yapılmaktadır.
1. Koruma topraklaması
İnsanları tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı korumak için işletme araçlarının aktif olmayan metal kısımlarının topraklanması. (Normal şartlarda gerilim altında olmayan kısımlar)
2. İşletme topraklaması
İşletme akım devresinin, tesisin normal işletilmesi için topraklanması. (Aktif kısımların topraklanması. Normal şartlarda gerilim altında olabilen kısımlar)
3. Fonksiyon topraklaması
Bir iletişim tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi için yapılan topraklama. Yıldırım etkilerine karşı koruma, raylı sistem topraklaması, İletişim tesisleri işletme topraklaması.
Koruma topraklamasının etki şekli:
A- Topraklanacak cihaz veya bölüm ile referans toprak (topraklanan nesnenin elektrodundan oldukça uzak, en az 20 m, bir toprak parçası) arasındaki direncin (topraklama direnci, elektrot yayılma direnci) olabildiğince küçük olmasını sağlamak,
B- Bu suretle doğacak hata akımlarını yeteri kadar büyültmek ve bu sırada dokunma gerilimini tehlike sınırları içinde tutmak, Bu maksatla yapılan topraklamaya KORUMA TOPRAKLAMASI denmektedir.
İşletme topraklamasının etki şekli:
Şebekelerde arızasız normal işletme durumunda nötr noktasının toprağa karşı gerilimi, dengeli yük hali için, sıfır kabul edilir. Bir fazda faz-toprak kısa devresi meydana gelmesi halinde nötr noktası topraklanmamış ise, nötr noktası gerilimi faz-nötr gerilimine, arızasız fazların gerilimi de toprağa karşı faz arası gerilime ulaşır. Yalıtım bakımından istenmeyen bu durumu önlemek için nötr noktasının topraklanması yoluna gidilir. Diğer taraftan topraklama ile şebeke için sabit potansiyelli bir nokta elde edilir. Şebekede oluşan geçici aşırı gerilimler üzerinde de topraklamanın etkisi vardır.İşletme esnasında gerilim altında olabilen noktaların topraklanmasına İŞLETME TOPRAKLAMASI adı verilir.
Fonksiyon topraklaması:
Dönüş hattı olarak toprağı kullanan iletişim tesislerinin çalışabilmesi için yapılan işletme topraklamasına FONKSİYON TOPRAKLAMASI denmektedir.
Raylı sistem topraklaması, parafudrların topraklaması da bu sınıf içinde düşünülmektedir.
Topraklayıcıdan akım geçmesi
Bir topraklayıcıdan (topraklama elektrodundan) toprağa akım aktığı zaman, topraklayıcıdan itibaren çevreye doğru akım yayılması meydana gelir. Bu yayılma topraklayıcı çevresindeki potansiyelin yükselmesine yol açar.Toprak
içinde eşpotansiyel noktaları birleştiren eğrilerin bir potansiyel çadırı veya konisi meydana getirdiği düşünülür. Topraklayıcı çevresindeki potansiyel değişimi, referans toprak ile topraklayıcıya doğru değişik noktalar arasındaki gerilim ölçülerek bulunur. Aşağıdaki slaydlar da bir çubuk elektrot çevresindeki, gerçek değerlere göre çizilmiş, potansiyel dağılımı da gösterilmiştir. Elektrota yakın noktalarda potansiyel, hızla değişmektedir.
Bir topraklama elektrodunun yükselen potansiyeli, bu elektrodun etki alanında bulunan ikinci bir elektroda bağlı metal kısımlara taşınarak, bu
kısımlarda referans toprağa karşı gerilim yükselebilir. Bu olaya Potansiyel
sürüklenmesi adı verilmektedir. Adım gerilimleri, şekillerden de görüldüğü gibi, elektrot çevresinde yüksek olacaktır. Potansiyel değişiminin yumuşatılması maksadı ile elektrot çevresine potansiyel düzenleme elektrotları yerleştirilir.