Topraklanmamış Sistemlerde Meydana Gelen Arızalar

Topraklama, elektrik ile çalışan cihazlar için alınmış hayati bir önlemdir. Topraklaması olmayan sistemler ise kasıtlı olarak uygulaması yapılmış olan güç sistemleridir. Gelin topraklanmamış sistemlerde meydana gelen arızaları beraber inceleyelim.

A- A+

16.12.2018 tarihli yazı 6632 kez okunmuştur.

Topraklama, elektrik ile çalışan cihazların herhangi bir elektrik kaçağı riskine karşı alınan oldukça önemli ve hayati bir önlemdir. Topraklamada başlıca iki amaç vardır. Bunlar;

1. Topraklanacak cihaz veya bölüm ile referans toprak arasındaki direncin olabildiğince küçük olmasını sağlamak,
2. Cihazların, bina aksamının ve benzeri elemanların aralarında, işletme esnasında potansiyel farkın meydana gelmemesini sağlamaktır.

Topraklaması olmayan sistemler kasıtlı olarak uygulaması yapılmış güç sistemleridir. Bu sistemlerde doğal kapasitans ile topraklanıp arıza akımı seviyesi düşürülür ve ekipman hasarı azaltılmış olur. Ancak, topraklanmamış bir sistem yüksek ve aşırı gerilimlere maruz kalacağından ekipman ve personel için her zaman olası tehlikeleri arz eder. Bu nedenle, normal bir sistem olarak kullanılsalar da, tavsiye edilmezler.

Topraklamamış bir sistemdeki faz-toprak arizası, Şekil 1’de gösterildiği gibi, dengeli gerilim üçgenini değiştirmektedir. Seri faz empedansları boyunca akan küçük akımlar, gerilim üçgeninin de çok küçük bir bozulmaya neden olur.

Şekil 1: Topraklanmamış bir sistemde faz-a-toprak hatası için gerilim kayması: (a) normal dengeli sistem; (b) katı bir şekilde topraklanmış faz

►İlginizi Çekebilir:Bilinmesi Gereken 4 Temel Topraklama Arızası Koruma Şeması

Topraklanmamış sistemlerde bir diğer arıza ise aşırı gerilimden meydana gelebilecek olan arızalardır. Kesicilerde akım kesintisinden sonra arkları yeniden kurma topraksız sistemler için yıkıcı olacak aşırı gerilimlere neden olabilmektedir.

Şekil-2: Topraklanmamış bir sistemde geçici aşırı gerilim

Yarım döngüde açık kontaktaki gerilim normal tepe değerinin neredeyse iki katıdır. Eğer Şekil-2’ deki anahtar kapatılırsa kapasitif sistemin +1 gerilimi -1 sistem gerilimine kayacaktır. Ama sistem enduktansi ve atalet nedeniyle maksimum -3 değerini aşabilecektir. Burada ark tekrardan akımın sıfır olduğu değere yaklaşırsa sistem gerilimi +1 değerine kaymaya çalışacaktır. Fakat burada da maksimum +5 değerine kadar çıkacaktır.

Topraklama Arızasını Algılama Yöntemleri

Akım çok düşük olduğundan ve temelde arıza konumu ile değişmediğinden, bir toprak arızasının en iyi gösterimi gerilim ile sağlanır. Bu amaçla kullanacağımız iki trafo ile topraklama arızası anlaşılabilir.

1) Üç Faz Transformatör

Bu zemin tespiti şemasında üçgen bağlı trafo bağlantısı tercih edilir. Balast dirençleri, nötr gerilim transformatörlerinin dengesiz uyarım yollarından veya gerilim transformatörlerinin ve rölelerin endüktif reaktansı ile kapasitif sistem arasındaki ferrorezonanstan kaymasını azaltmak için kullanılır.

Şekil-3 Üçgen Bağlı Trafonun Gerilim Toprak Arıza Tespiti

►İlginizi Çekebilir:Elektrik Tesislerinde Topraklama

2) Tek Faz Transformatör

Bu zemin tespit şemasında, '' nötr '' inversiyon ve ferrorezonans olabilir. Gerilim rölesi, kontaklarının normal hattan toprağa sekonder gerilimin açık tutulması için ayarlanmıştır.

Şekil-4 Tek Faz Trafo Kullanarak Gerilim Toprak Arıza Tespiti

B fazında bir toprak arızası meydana geldiğinde, gerilim azalır ve gerilim rölesinde düşük gerilim kontaklarını kapatmak için resetlenir. A veya C fazlarında bir toprak arızası meydana gelirse, rölenin aşırı gerilimde çalışması için röle gerilimi yaklaşık 1,73 V artar. Düşük gerilim ya da aşırı gerilim çalışmasında, genellikle bir topraklama hatası operatörleri uyarmak için alarm verir. Böylelikle düzenli ya da uygun bir kapanma düzenlenebilir.

Gerçek uygulamalarda tamamen topraklanmamış sistemler mevcut değildir. Sistemler cihazların yüksek empedanslari ile topraklanırlar. Aynı zamanda rölelerin ve balast dirençlerinin direnci, geçici aşırı gerilimlerin sınırlandırılmasına yardımcı olur. Böylece oluşacak aşırı gerilimlerin büyük ölçüde önüne geçilmiş olur.

Kaynak:

►Electrical Engineering Portal