Elektrik Çarpmalarına Karşı Koruma Sistemleri

Elektrik her zaman toprağa ulaşmak için en kolay yolu arar. Eğer enerjili kablolara ya da nesnelere dokunduğunuzda ve aynı anda toprağa temas ediyorsanız, elektrik çarpması sonucunda yaralanabilir hatta ölebilirsiniz. Bu yazımızda elektrik çarpmasına karşı koruma sistemlerini inceleyeceğiz.

A- A+

27.09.2017 tarihli yazı 13721 kez okunmuştur.

Elektrik Çarpmasına Karşı Koruma

Kişilerin ve hayvanların elektrik çarpmalarına karşı korunması, Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği uyarınca elektrik tesisatlarının tasarımında temel bir ilkedir. Doğru topraklama sisteminin kullanılması bu işlemin vazgeçilmez bir parçasıdır. Bir elektrik kablosunun yalıtımında hasarın bir sonucu olarak, canlı parçalara doğrudan temas sonucu elektrik çarpabilir.

Ayrıca, bir arıza, bir elektrikli cihazın temas ettiği metali hatta bir lavabo veya sıhhi tesisat sistemi gibi diğer kısımları canlı hale getirirse dolaylı temastan kaynaklanabilir. Her iki durumda da, canlı iletkene veya canlı metale dokunan kişinin vücudundan toprağa akan bir elektrik akımı riski vardır. (Bkz Şekil 1).

Şekil 1 - Direkt ve dolaylı temas elektrik çarpmaları

Sigortalar ve devre kesiciler, dolaylı temas ile elektrik çarpmasına karşı ilk savunma hattını sağlar. Tesisat doğru şekilde topraklanmışsa (yani, tüm açık metaller birlikte ve tesisatın ana toprak terminaline bağlanır) dolaylı bir temasa maruz kalmış metalden toprağa çok yüksek akım akar. Bu, sigortayı attırır veya devre kesiciyi keserek kurulumun bu kısmını kısa süre içinde ayırır. Böylece kullanıcı korunmuş olur.

Sigortalar ve devre kesiciler doğrudan temas sonucu vücuttan toprağa akan çok küçük elektrik akımlarına karşı koruma sağlayamaz. RCD (rezidüel akım koruma cihazı), doğru seçildiyse, bu korumayı karşılayabilir. Aynı zamanda, sigortaların ve devre kesicilerin istenen etkiyi sağlayamayacağı bazı kurulum koşullarında, örneğin yukarıda açıklanan topraklama sistemlerinin etkisiz olduğu durumlarda dolaylı temaslara karşı koruma sağlarlar.

Topraklama Sistemleri

Elektrik çarpmasına karşı korumanın tam olarak anlaşılması için, kullanılan topraklama sisteminin farklı tiplerini dikkate almak gerekir. Aşağıda beş tür sistemi inceleyeceğiz:

TN-C Sistemi
Bu düzenlemede, hem nötr hem de koruma işlevleri için tek bir koruyucu toprak ve nötr (PEN) iletken kullanılır, açıkta kalan iletken parçalar PEN iletkenine bağlanır. Bu sistemde, toprak ve nötr akımlar ayrılamadığı için bir RCD'ye uygun olmadığına dikkat edilmelidir.

Şekil 2 - TN-C Sistemi

TN-S Sistemi
Bu sistemle, nötr ve koruyucu toprak (PE) devreleri için iletkenler ayrıdır ve açıkta kalan tüm iletken parçalar PE iletkenine bağlanır. Bu sistem, sık kullanılan bir sistemdir, ancak iyi bir trafo merkezi elde etmenin zorluklarından dolayı TN-C-S düzenlemesinden daha fazla yararlanılmaktadır.

Şekil 3 - TN-S Sistemi

TN-C-S Sistemi
TN-C-S sisteminin olağan biçimi, beslemenin TN-C olduğu ve tesisattaki iletkenlerin düzeninin TN-S olduğu sistemdir. Bu sistem genellikle koruyucu çoklu topraklama (PME) sistemi olarak tanımlanmaktadır.
PME bir topraklama yöntemi olduğundan yanlıştır.

Şekil 4 - TN-C-S Sistemi

TT Sistemi
Bir TT sisteminde elektrik sağlayıcısı ve tüketici, elektriksel olarak ayrı olan uygun yerlere toprak elektrotları sağlamalıdır. Tesisin korumasız kalan tüm iletken parçaları, tüketicinin toprak elektroduna bağlıdır.

Şekil 5 - TT Sistemi

IT Sistemi
Önceki sistemlerin aksine, birçok ülkede düşük gerilim kaynağı için IT sistemi özel lisans dışında izin verilmez. Besleme tarafı topraktan tamamen izole edildiği veya bir yüksek empedansla topraklandığı için, bir arıza gerçekleşene kadar, emniyet için topraklamaya güvenmez.

Şekil 6 - IT Sistemi

Doğrudan ve Dolaylı Temasa Karşı Koruma

Elektrik çarpmasına karşı koruma düşünülürken, 'doğrudan temas' ile 'dolaylı temas' arasındaki farkın anlaşılması gerekir.

Doğrudan temas ile elektrik çarpması, normalde canlı bir parça ve toprak potansiyeline sahip kişilerin veya çiftlik hayvanlarının eşzamanlı temasının sonucudur. Sonuç olarak, mağdur vücudun temas noktaları arasında bulunan neredeyse tüm şebeke gerilimini yaşayacaktır.

Dolaylı temas ile elektrik çarpması, açık bir iletken parça ile bir arıza durumunda ve aynı anda toprak potansiyeline temas etmesinden kaynaklanır. Bu genellikle daha düşük bir gerilimdedir.

Doğrudan temasla elektrik çarpmasına karşı koruma, canlı parçaların yalıtımı, engellerin veya muhafazaların kullanılması, yalıtıcılarla korunması veya canlı parçaların ulaşamayacağı yerlere getirilmesi gibi normal sağduyu önlemlerine dayanır. Sonuç olarak, normal koşullar altında tesisin veya ekipmanın canlı parçalarına yanlışlıkla dokunmak mümkün değildir.

Dolaylı elektrik çarpmasına karşı koruma biraz daha karmaşıktır, dolayısıyla montaj tasarımcısının göz önüne alması gereken birtakım önlemler bulunur. Bunların çoğunluğu etkili bir şekilde uygulanması için uzman bilgi veya denetimi gerektirir. Genel kullanım için en pratik yöntem koruyucu topraklama, koruyucu eş potansiyel bağlantı ve arzın otomatik olarak kesilmesi kombinasyonudur.

RCD Seçim Kılavuzları

Aşağıdaki seçim kılavuzları, belirleyici ya da kurucunun ortak kurulum için en uygun çözümü karar vermesine yardımcı olmak için hazırlanmıştır.

Ticari/Endüstriyel Sistem RCD Koruma Seçenekleri

Şekil 7 - Ticari/endüstriyel sistem RCD koruma seçenekleri

Şekil 8 - Dağıtım Panosundan Ayrı Çıkış Devresi RCD Koruması

Şekil 9 - Tüm Kurulum Koruması

Şekil 10 - Bölünmüş Yük Koruması (A)

Şekil 11 - Bölünmüş Yük Koruması (B)

Şekil 12 - Çift Bölünmüş Yük Koruması (C)

Şekil 13 - En Kapsamlı Seçenek: Tüm Yollardan Bağımsız Giriş Koruması