Kaçak akım koruma (KAR) ıle ılgılı bir makale..
Artık Akım Koruma Cihazları ile Toprak Hata Akımlarına Karşı Koruma
Yazı Dizisi-2
Alper Çelebi
Yazı dizimizin bu bölümünde, elektrik dağıtım sistemlerinin sınıflandırılması ve bu sistemlerde oluşan hata akımlarından bahsedeceğiz.
Bölüm-3: Elektrik Dağıtım Sistemlerinin Sınıflandırılması
Toprak hatasının büyüklüğü ve gerilim altındaki bölümlere temasla ortaya çıkan sonuçlar özellikle güç sisteminin nötr düzenlemesi ve onun tipine bağlıdır. Sonuç olarak, toprak hatalarına karşı korumada uygun cihazı seçmek için tesisatının dağıtım sistemini bilmek gereklidir. Uluslararası Standart IEC 60364-1, elektrik sistemlerini iki harf kombinasyonuyla sınıflandırır.
İlk harf, güç sisteminin toprak bağlantısını belirtir:
-T = Bir noktanın toprağa doğrudan bağlanması . AA sistemlerinde Genellikle Nötr
-I= Gerilim altındaki tüm bölümlerin topraktan ayrılmış olması veya bir nokta, genellikle nötr üzerinden, bir empedans ile toprağa bağlı.
İkinci harf, Dış(açıktaki) iletken bölümlerin toprakla olan ilişkisini belirtir:
T= Dış (Açıktaki) iletken bölümlerin toprağa doğrudan elektriksel bağlantısı
– N = Dış( Açıktaki) iletken bölümlerin güç sisteminin topraklama noktasına doğrudan elektrik bağlantısı.
Ardından gelen harfler, nötr ve koruma iletkenlerinin düzenlenmesini gösterir:
– S = nötr ve koruma işlevi ayrı iletkenler tarafından sağlanır
– C = nötr ve koruma işlevi tek bir iletkende (PEN iletkeni) birleştilir.
Yukarıdaki tanımlara göre, ana güç sistemleri türleri aşağıda açıklanmaktadır.
TT sistemler
TT sistemlerinde, nötr ve açıktaki (dış) iletken bölümler elektriksel olarak bağımsız toprak elektrotlarına bağlanır (Şekil 1); Bunun sonucunda toprak hattı akımı devresini toprak üzerinden tamamlayarak güç kaynağına geri döner (Şekil 2)
Şekil-1: TT sistem yapısı
Şekil-2: TT sistemlerde toprak hata akımı
TN sistemler
TN sistemlerinde, nötr doğrudan topraklanırken, açıktaki (dış iletken) bölümler nötrün aynı topraklama düzenine bağlanır. TN elektrik sistemleri, nötr ve koruma iletkenlerinin ayrı olup olmadığına bağlı olarak üç tipe ayrılabilir:
Şekil-3: TN sistem yapısı
2. TN-C: Nötr ve koruma fonksiyonları PEN olarak adlandırılan tek bir iletkende birleştirilir (Şekil 4)
Şekil-4: TN-C sistem yapısı
3. TN-C-S: Nötr ve koruma kısmen tek bir PEN iletkenine ve kısmen ayrılmış PE + N’ye birleştirilir (Şekil 5).
Şekil-5: TN-C-S sistem yapısı
TN sistemlerde toprak hata akımı, toprak elektrotundan bağımsız olarak doğrudan (PE veya PEN iletkeni) üzerinden trafonun yıldız bağlantı noktasına geri döner (Şekil 6).
Şekil-6: TN-C sistemlerde toprak hata akımı
IT sistemler
IT sistemlerinin doğrudan topraklanmış gerilim altında olan kısımları yoktur, ancak gerilim altındaki kısımların yüksek empedanslarla toprak bağlantısına sahip olabileceği düşünülmektedir (Şekil 7). Açıkta kalan tüm iletken parçalar ayrı olarak veya grup halinde bağımsız bir toprak elektroduna bağlanır.
Şekil-7: IT sistem yapısı
Toprak hatası akımı, açıktaki iletkenlerin toprak hattı düzeni ve hat iletkenlerinin toprak üzerinden trafonun yıldız noktasına geri döner (Şekil 8).
Şekil-8: IT sistemlerde toprak hata akımı
Farklı Elektrik Dağıtım Sistemlerinde Artık Akım Koruma Cihazlarının Kullanımı
– TN sistemler. Beyan artık çalışma akımı 30 mA’yı geçmeyen RCD’lerin kullanılması, temel koruma (doğrudan temasa karşı koruma) ve/veya arıza koruması veya kullanıcıların dikkatsizliği için hükmün ortadan kalkması durumunda a.a. sistemlerde ilave koruma olarak kabul edilir
– TT sistemler. TT sistemler, TN-C-S sistemlerden farklıdır, çünkü koruma toprak iletkeni (PE) ile nötr arasında hiçbir bağlantı mevcut değildir ve bunun yerine yerel topraklama elektrotlarına güvenilir. Yük ile besleme kaynağı arasındaki toprak dönüş yolunda oluşan toplam empedans, bir toprak hatasında aşırı akım koruma cihazlarının çalışmasını engelleyebilir. Bu dış iletken bölümleri toprağa bağlı cihazların, dokunmaya karşı tehlikeli gerilimlere ulaşmasına neden olabilir ve aşırı akım dış iletken bölümlerinin koruma cihazı çalışmazsa toprak hata akımlarının sürekli akışı nedeniyle yangın tehlikesine neden olabilir.
– IT sistemler. Genellikle besleme sürekliliğinin gerekli olduğu yerlerde kullanılır. IT sistemlerinin kullanımı, birincil toprak hatası koşullarında besleme sürekliliğinin çok önemli olduğu hastaneler, ameliyathaneler, madenler, vb. özel uygulamalarla sınırlıdır. IT sistemlerin diğer sistemlerden farkı, beslemenin toprağa doğrudan bağlanmaması veya artık akım koruma cihazı kullanılmasını engelleyen nispeten yüksek bir empedansla toprak bağlantısı yapılmasıdır. IT sistemlerde, ilk toprak hatası herhangi bir kesintiye neden olmamalı, ikinci hatanın ortaya çıkması durumunda devre hızlı bir şekilde kesilmelidir. Artık akım koruma cihazları, ikinci hatalarda devrenin kesilmesi için uygundur.
Bundan sonraki yazımızda “Artık Akım Cihazları ile Koruma ” anlatılacaktır.
Yararlanılan Kaynaklar :
Artık Akım Koruma Cihazları ile Toprak Hata Akımlarına Karşı Koruma
Yazı Dizisi-2
Alper Çelebi
Yazı dizimizin bu bölümünde, elektrik dağıtım sistemlerinin sınıflandırılması ve bu sistemlerde oluşan hata akımlarından bahsedeceğiz.
Bölüm-3: Elektrik Dağıtım Sistemlerinin Sınıflandırılması
Toprak hatasının büyüklüğü ve gerilim altındaki bölümlere temasla ortaya çıkan sonuçlar özellikle güç sisteminin nötr düzenlemesi ve onun tipine bağlıdır. Sonuç olarak, toprak hatalarına karşı korumada uygun cihazı seçmek için tesisatının dağıtım sistemini bilmek gereklidir. Uluslararası Standart IEC 60364-1, elektrik sistemlerini iki harf kombinasyonuyla sınıflandırır.
İlk harf, güç sisteminin toprak bağlantısını belirtir:
-T = Bir noktanın toprağa doğrudan bağlanması . AA sistemlerinde Genellikle Nötr
-I= Gerilim altındaki tüm bölümlerin topraktan ayrılmış olması veya bir nokta, genellikle nötr üzerinden, bir empedans ile toprağa bağlı.
İkinci harf, Dış(açıktaki) iletken bölümlerin toprakla olan ilişkisini belirtir:
T= Dış (Açıktaki) iletken bölümlerin toprağa doğrudan elektriksel bağlantısı
– N = Dış( Açıktaki) iletken bölümlerin güç sisteminin topraklama noktasına doğrudan elektrik bağlantısı.
Ardından gelen harfler, nötr ve koruma iletkenlerinin düzenlenmesini gösterir:
– S = nötr ve koruma işlevi ayrı iletkenler tarafından sağlanır
– C = nötr ve koruma işlevi tek bir iletkende (PEN iletkeni) birleştilir.
Yukarıdaki tanımlara göre, ana güç sistemleri türleri aşağıda açıklanmaktadır.
TT sistemler
TT sistemlerinde, nötr ve açıktaki (dış) iletken bölümler elektriksel olarak bağımsız toprak elektrotlarına bağlanır (Şekil 1); Bunun sonucunda toprak hattı akımı devresini toprak üzerinden tamamlayarak güç kaynağına geri döner (Şekil 2)
Şekil-1: TT sistem yapısı
Şekil-2: TT sistemlerde toprak hata akımı
TN sistemler
TN sistemlerinde, nötr doğrudan topraklanırken, açıktaki (dış iletken) bölümler nötrün aynı topraklama düzenine bağlanır. TN elektrik sistemleri, nötr ve koruma iletkenlerinin ayrı olup olmadığına bağlı olarak üç tipe ayrılabilir:
- TN-S: Nötr iletkeni N ve koruma iletkeni PE ayrılmıştır (Şekil 3)
Şekil-3: TN sistem yapısı
2. TN-C: Nötr ve koruma fonksiyonları PEN olarak adlandırılan tek bir iletkende birleştirilir (Şekil 4)
Şekil-4: TN-C sistem yapısı
3. TN-C-S: Nötr ve koruma kısmen tek bir PEN iletkenine ve kısmen ayrılmış PE + N’ye birleştirilir (Şekil 5).
Şekil-5: TN-C-S sistem yapısı
TN sistemlerde toprak hata akımı, toprak elektrotundan bağımsız olarak doğrudan (PE veya PEN iletkeni) üzerinden trafonun yıldız bağlantı noktasına geri döner (Şekil 6).
Şekil-6: TN-C sistemlerde toprak hata akımı
IT sistemler
IT sistemlerinin doğrudan topraklanmış gerilim altında olan kısımları yoktur, ancak gerilim altındaki kısımların yüksek empedanslarla toprak bağlantısına sahip olabileceği düşünülmektedir (Şekil 7). Açıkta kalan tüm iletken parçalar ayrı olarak veya grup halinde bağımsız bir toprak elektroduna bağlanır.
Şekil-7: IT sistem yapısı
Toprak hatası akımı, açıktaki iletkenlerin toprak hattı düzeni ve hat iletkenlerinin toprak üzerinden trafonun yıldız noktasına geri döner (Şekil 8).
Şekil-8: IT sistemlerde toprak hata akımı
Farklı Elektrik Dağıtım Sistemlerinde Artık Akım Koruma Cihazlarının Kullanımı
– TN sistemler. Beyan artık çalışma akımı 30 mA’yı geçmeyen RCD’lerin kullanılması, temel koruma (doğrudan temasa karşı koruma) ve/veya arıza koruması veya kullanıcıların dikkatsizliği için hükmün ortadan kalkması durumunda a.a. sistemlerde ilave koruma olarak kabul edilir
– TT sistemler. TT sistemler, TN-C-S sistemlerden farklıdır, çünkü koruma toprak iletkeni (PE) ile nötr arasında hiçbir bağlantı mevcut değildir ve bunun yerine yerel topraklama elektrotlarına güvenilir. Yük ile besleme kaynağı arasındaki toprak dönüş yolunda oluşan toplam empedans, bir toprak hatasında aşırı akım koruma cihazlarının çalışmasını engelleyebilir. Bu dış iletken bölümleri toprağa bağlı cihazların, dokunmaya karşı tehlikeli gerilimlere ulaşmasına neden olabilir ve aşırı akım dış iletken bölümlerinin koruma cihazı çalışmazsa toprak hata akımlarının sürekli akışı nedeniyle yangın tehlikesine neden olabilir.
– IT sistemler. Genellikle besleme sürekliliğinin gerekli olduğu yerlerde kullanılır. IT sistemlerinin kullanımı, birincil toprak hatası koşullarında besleme sürekliliğinin çok önemli olduğu hastaneler, ameliyathaneler, madenler, vb. özel uygulamalarla sınırlıdır. IT sistemlerin diğer sistemlerden farkı, beslemenin toprağa doğrudan bağlanmaması veya artık akım koruma cihazı kullanılmasını engelleyen nispeten yüksek bir empedansla toprak bağlantısı yapılmasıdır. IT sistemlerde, ilk toprak hatası herhangi bir kesintiye neden olmamalı, ikinci hatanın ortaya çıkması durumunda devre hızlı bir şekilde kesilmelidir. Artık akım koruma cihazları, ikinci hatalarda devrenin kesilmesi için uygundur.
Bundan sonraki yazımızda “Artık Akım Cihazları ile Koruma ” anlatılacaktır.
Yararlanılan Kaynaklar :
- a) IEC 60364-1
- B) ABB “ Protection against earth faults with residual current devices “ Technical Guide
