Topraklamanın amacı; meydana gelebilecek bir hata durumunda oluşacak adım ve dokunma gerilimlerinin insan hayatını tehlikeye sokacak mertebede olmasını önlemek veya bu tehlikeli gerilimleri tamamen ortadan kaldırmaktır. Elektrik sistemlerinin devamlılığı ve insan hayatını güvenceye almak için elektrik sistemlerinde, gerilim altındaki kısımlar yalıtılırlar. Toprağa karşı yalıtımda, çeşitli sebeplerle, her zaman bozulma ve delinme şeklinde hata meydana gelmesi kaçınılmazdır. Topraklama, meydana gelebilecek bu çeşit bir hata durumunda, insan hayatını güvenceye almak maksadıyla uygulanacak işlemlerden biridir. Topraklamanın birkaç çeşidi vardır. Bunlardan başlıcaları; koruma topraklaması, işletme topraklaması ve yıldırım topraklamasıdır.

Koruma topraklaması: İşletme araçlarının aktif olmayan bölümleri, uygun şekilde toprak içine tesis edilmiş olan bir topraklama düzenine iletken bir şekilde bağlanarak koruma topraklaması elde edilir. Burada önemli olan insanları tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı korumak için işletme akım devresinde bulunmayan iletken bir bölümün topraklamasıdır.

İşletme topraklaması: İşletme akım devresinin, tesisin normal işletilmesi için topraklanmasıdır. Alçak gerilim şebekelerinde, transformatörlerin sıfır noktalarının, doğru akım tesislerinde bir kutbun veya orta iletkenin topraklanması ile yapılır. Böylece sistemde, toprağa karşı oluşacak gerilimin belirli değerleri aşmamasına çalışılır. Orta ve yüksek gerilim şebekelerinde işletme topraklaması ülkelerin yönetmeliklerine göre değişmektedir. Ülkemizde Orta gerilim şebekeleri direnç üzerinden topraklanmaktadır. Yüksek gerilim şebekelerinin ise direkt olarak topraklanması yoluna gidilmektedir.
 

►İlginizi Çekebilir: Topraklama Çeşitleri

Yıldırım topraklaması: Yıldırım düşmesi sonucunda işletme gereği gerilim altında bulunan iletkenlere atmaları geniş ölçüde önlemek için işletme akım devresine ilişkin olmayan iletken bölümlerin topraklanmasıdır. Topraklama, elektrikli sistemlerin düzgün çalışabilmesi için ve elektriksel arızalarda can güvenliğini sağlamak açısından mutlaka yapılması gereken bir sistemdir. Elektrik, insanoğlu için vazgeçilmez güç olmasının yanında, statik elektrik önlemi alınmadığında topraklama yapılmadığında kötü sonuçlar doğurabilecek bir enerji kaynağıdır. 

Tesislerin girişlerine statik yükü boşaltıcı statik elektrik levhaları ve topraklama sistemleri kuruludur. Buralarda çalışan kişiler içeri girmeden önce ellerini bu statik yük boşaltıcı sisteme sürerek statik yüklerini boşaltır ve o şekilde çalışmaya başlarlar. Benzer sistem benzin istasyonlarında da vardır. Benzin boşaltımını yapacak olan tankerler topraklama maşası veya topraklama tamburu ile önce üzerlerindeki statik yükü boşaltırlar daha sonra yakıt boşaltım işlemini yaparlar. Akaryakıt yüklü araçlar ile cephane yüklü araçların alt taraflarında aşağı doğru sarkıtılmış, oluşan statik elektriği toprağa akıtmak üzere yapılmış zincir ya da tel gibi metaller bulunmaktadır. Ya da sıvı yakıt yüklü tankerlerin, tank içindeki dalgakıranlar aynı zamanda statik elektrik önleme tedbiri olarak da sayılabilir.

Yıldırımdan korunma için yüksek gerilim topraklama tesisi kullanılmalıdır. Bütün aşırı gerilim koruma düzenlerinin, toprağa boşalma yolunun direnç ve endüktansı olabildiğince küçük tutulmalıdır. Bu sebeple topraklama elektroduna bağlantı mümkün olduğu kadar düz, köşe yapmadan ve en kısa yoldan yapılmalıdır. Yapıların yıldırım etkilerine karşı koruma önlemleri için ilgili standartlara (TS 622,TS IEC 61024 ve TS IEC 60364-4-443 vb ) ve diğer ilgili mevzuatta ( Bayındırlık Bakanlığı Teknik İşler Şartnamesi Yıldırımlık tesisatı kısmı vb) belirtilen hususlara da uyulacaktır. Parlayıcı ve patlayıcı ortamlarda alınacak ek topraklama önlemleri için ilgili standartlarda ( Örneğin EN 60079-14 vb ), tüzük ve genelgelerde belirtilen hususlara uyulacaktır.

Topraklama tesislerinin yapımında topraklayıcılar (topraklama elektrodu), topraklama iletkenleri ve bağlantı parçaları kullanılır. Bazı topraklayıcı çeşitlerini şu şekilde sıralayabiliriz.

Şerit topraklayıcılar: Şerit, yuvarlak iletken ya da örgülü iletkenden yapılan ve genellikle az derine gömülen topraklayıcılardır. Bunlar, uzunlamasına döşenebileceği gibi yıldız, halka, gözlü topraklayıcıya da bunların bazılarının bir arada kullanıldığı biçimde düzenlenebilir. Zemin koşulları elverişli ise, şerit topraklayıcılar genel olarak 0,5 ila 1 m derinliğe gömülmelidir. Bu arada yayılma direncinin üst zemin tabakasının nemine bağlılığı ve donma olasılığı göz önünde bulundurulmalıdır. Şerit topraklayıcıların uzunluğu istenen yayılma direncine göre bulunur.

Çubuk Topraklayıcılar: Boru ya da profil çelikten yapılan ve toprağa çakılarak kullanılan topraklayıcılardır. Çubuk topraklayıcılar yere olabildiğince dik olarak çakılmalıdır. İstenen küçük yayılma direncinin sağlanabilmesi için birden çok çubuk topraklayıcının kullanılması gerekiyorsa, bunlar arasındaki açıklık, en az bir topraklayıcı boyunun iki katı olmalıdır. Toprağın üst tabakasının kuruması ve donması gibi nedenlerle paralel bağlı çubuk topraklayıcılar bütün uzunlukları boyunca etkili olmadıklarından, bunlar arasındaki uzaklık bir topraklayıcının etkili boyunun en az iki katı olmalıdır.

Levha Topraklayıcı: Dolu ya da delikli levhalardan yapılan topraklayıcılardır. Bunlar genel olarak diğer topraklayıcılara göre daha derine gömülür. Levha topraklayıcılar zemine dikey olarak gömülmelidir. Bunların boyutları gerekli yayılma direncine göre seçilir. Topraklama tesislerinde genel olarak l mX0.5 m ile 0,7x0,7m'lik bakır levhalar kullanılır. Levhanın üst kenarı toprak yüzeyinden en az 1 m aşağıda olmalıdır. Küçük bir yayılma direnci elde etmek için birden çok levha topraklayıcı kullanılması gerektiğinde bunlar arasındaki açıklık en az 3 m olmalıdır.

İzolasyon ve toprak direncinin ölçülmesi için kullanılan aletlerin başında Megger adlı test cihazı üretici firması gelmektedir. Hatta çoğu yerde topraklama direnci meger aleti ile yapılır diye bilinmektedir. Topraklamanın yapılacağı yerin özdirencinin bilinmesi çok önemlidir. Örneğin ıslak, nemli toprakların iletkenliği daha fazladır. Su ağırlığının 1/2'i oranında tuz ilave edilecek olursa (bu tuz ilavesi toprak ağırlığının %0.1'i oranında olacaktır) geçiş direnci %20 oranında azaltılmış olur. Topraklama sırasında Kuru kum, çakıllı tebeşir, kireçtaşı, granit ve çok taşlı zeminler ve genç kayaların zemine çok yakın olduğu alanlardan kaçınılmalıdır.

Topraklama genellikle iki veya üç boyları 1.2m uzunluğundaki çabuklarla toprağa dikey olarak çakılarak yapılır. Bu çubukların yer altı şebekelerinden ( elektrik, su, gaz ) mümkün olduğu takdirde 5 km uzaklıkta bulunması güvenlik bakımından gereklidir.

Serhat TOSUN