TEDAŞ Eğitim Semineri

Transkript

1 TEDAŞ TEDAŞ Eğitim Semineri Topraklamalar Yönetmeliği Elektrik Đç Tesisleri Yönetmeliği ve Proje Hazırlama Yönetmeliğinin Uygulanması Prof. Dr. Đsmail Kaşıkçı Tel/Fax: , Aralık 006, Ankara 1

2 Özgeçmiş: Prof. Dr. Đsmail Kaşıkçı, 195 Denizli doğumludur. Liseyi bitirdikten sonra Almanya da iki Lisans, Londra üniversitesinde mikroelektronik ve güç sistemleri üzerine Yüksek Lisans ve Doktora yapmıştır. 18 yıl endüstride plan, proje ve çeşitli yönetim kademelerinde görev almıştır. 199 yılından beri VDE Frankfurt ve Teknik Akademi Esslingen, Heidelberg elektrik ustalık meslek okulunda normlar, güç sistemleri, elektrik tesisatları ve projeler üzerine dersler vermektedir. Đki yıl Mannheim üniversitesi elektrik bölümünde öğretim görevlisi olarak çalışmıştır. 00 yılında Biberach üniversitesinde Profesörlük ünvanı almıştır. Almanya da üç, Türkiye de beş, Amerika da iki kitabı yayınlanmıştır. Uluslararası 35 bilimsel yayını bulunmaktadır. VDE ve EEE üyesidir. Amerika da ACTA press tarafından yayınlanan,,güç ve Enerji Sistemleri dergisi editör grubunda bilimsel hakemlik yapmaktadır. 005 yılında Alman norm üst grubuna [EC TC 64 (VDE 0100)] seçilmiştir. Avrupa Birliği Elektrik Komisyonu CENELEC te AG kısa devre hesaplarında Almanya sözcüsüdür. Alman Ulusal Norm Komisyonu DKE de, üniversiteler için norm sorumlusudur. 006 güz döneminden itibaren Yıldız Teknik Üniversitesinde ders verecektir. Đsmail Kaşıkçı Almanca, Đngilizce ve Đspanyolca bilmektedir.

3 SEMĐNER KONULAR: 1. EC ve EN Normları, Türkiye de Yönetmelikler. Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları -EC Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri -EC Kablo ve Đletkenlerin Aşırı Akımlara Karşı Korunması -EC Elektrik Tesislerinde Aşırı Akım Koruma Düzenekleri, Selektif Seçicilik ve Back-up-Koruma - EC Tıbbi yerlerde elektrik tesisatları - EC Kalabalık toplulukların bulunduğu binalar -EC Elektrik Tesislerinde Gerilim Düşümü Hesabı -EC AG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar- EC Topraklama, Koruma, ve Potansiyel Dengeleme iletkenleri 8. YG Elektrik Tesislerinde Topraklama- HD 637 S1 9. Đlk Denetleme ve Deneyler - EC Bilgisayar destekli tasarım, AG/OG-Projeleri, Simaris, Neplan 3

4 Üretim, Đletim, Dağıtım Santral Transformatör Đletim Araştırma ve büyük sanayiler Demir yolu ulaşımı Konutlar Sanayi, büro, iş hanları mağaza ve oteller Küçük işletmeler, tarım ve konutlar Hastane Ofis Binası Tünel Havalimanı Ticaret Merkezi Alışveriş Merkezi 4

5 1. EC ve EN Normları, Türkiye de Yönetmelikler Ankara Mart

6 CENELEC EC CENELEC e tam üye CENELEC de gözlemci EN TSE 6

7 EC : Binalarda Elektrik Tesisleri EC : Amaç, Kapsam, Dayanak ve Uygulama, Tanımlar Bölüm : Kısım : Tanımlar (VDE 0100) Bölüm 3: (VDE 0100) Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi Kısım 30: Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi En büyük talep gücü Eşzamanlılık faktörü Beslemenin niteliği Dağıtım kaynakları Tesisin devre düzeni Uyumluluk Bakım Besleme kaynakları Dış etkiler Bölüm 4: Güvenlik Önlemleri Kısım 41: Şok akımlara karşı güvenlik önlemleri Kısım 4: Termik etkilere karşı koruma Kısım 43: Kablo ve iletkenlerin aşırı akıma karşı korunması Kısım 44: Aşırı gerilime karşı koruma Kısım 45: Düşük gerilime karşı koruma Kısım 46: SAyırma ve açmalara karşı koruma Kısım 47: Güvenlik önlemlerinin kullanımı Bölüm 5: Donanımın seçimi ve koruma için güvenlik önlemleri Kısım 51: Genel önlemlar Kısım 5: Kablo ve iletken tesisleri Kısım 53: Açma ve kontrol cihazları Kısım 54: Topraklama, koruma iletkeni ve potansiyel dengeleme iletkeni Kısım 55: Diğer elektrik malzemeleri Bölüm 6: Đlk denetleme ve deneyler Kısım 61: Denetlemenin önemli kısımları Gözle denetleme Kontrol ve ölçme Koruma ve potansiyel dengeleme iletkeni Elektriksel ayırma ile koruma Yalıtım direncinin ölçülmesi Otomatik kesme ile koruma Döner alan ölçümü Gerilimin ölçülmesi Diğer ölçümler Kısım 48: Güvenlik önlemlerinin seçimi Kısım 56: Güvenlik amaçlı kurulan elektrik tesisleri Bölüm 7: Özel tesisatlar veya yerler için özel kurallar Kısım 701: Banyo ve duş yerleri Kısım Kısım 710: Tıbbî yerler Kısım Kısım 718: Kalabalık toplulukların bulunduğu binalar, Kısım Kısım 7: Uçan yapılar, gösteri amaçlı araba ve karavanlar Kısım

8 AG dağıtım şebekesi 0kV L1 L L3 PEN 400V/30V,50Hz L1 L L3 PEN 4x35mm Yapı bağlantı kutusu (Kofre) SK 63A Sayaç gg 80A Tüketici tesisatı kwh B16A RCD 30mA B10A Tüketim cihazları APDB R B R A Temel Topraklama 8

9 Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi EC Bölüm 3 Kısım 30 Asansör 10. Kat 4. Kat 3. Kat. Kat ET-AB ET-AB ET-AB Kalorifer-Klima Havalandırma ET-GB ET-GB ET-GB UPS Talep gücü Eşzamanlılık faktörü Beslemenin niteliği Dağıtım kaynakları Tesisin devre düzeni Uyumluluk Tesisin bakımı Besleme kaynakları Dış etkiler 3 ET-AB ET-GB ET-UPS AB 1 n Z GB G 3 Zemin kat UPS 1 TEDAŞ 9

10 Tesisin Talep Gücü: ETY Mart 001 P Talep gücü = P Kurulu güç g Eşzamanlı yükün belirlenmesi ( g ): Daire: Kurulu gücün <8kW % 60 Geri kalan bölüm: % 40 Bina: Daire sayısı g (%) Köy, Kasaba >3kW 10

11 ETY Taslak 005 Konutlarda bir dairenin eşzamanlı yükünün belirlenmesinde %30 eşzamanlılık katsayısı esas alınır. Ancak bir dairenin eşzamanlı gücü 6000W dan küçük olamaz; güç katsayısı 0,95 alınır. Bir dairenin eşzamanlı gücü 6000 W ı aşıyorsa güç katsayısı hesapla bulunacaktır. 11

12 7 Adımda akım devresi hesabı (Projelerde dikkate alınması gereken hususlar) 1. Đşletme (tasarım) akımının hesaplanması. Aşırı akım koruma cihazının nominal akımının tesbit edilmesi 3. Kablo veya iletken kesit hesabının yapılması 4. Kısa devre hesaplarının yapılması 5. Şok akımlara karşı güvenliğin sağlanması (Otomatik açma) 6. Gerilim düşümü hesaplarının yapılması 7. Selektif seçiciliğin sağlanması Standartlar can ve mal güvenliği için en asgari kurallardır. Uygulanmaları zorunludur. 1

13 Bilgisayar Programları 1. Simaris Design (Siemens). Doc Win (ABB) 3. ECODAL (Schneider) 4. NEPLAN (ABB) 5. DigSilent (Fichter) 6. Sincal (Siemens) 13

14 Elektrik Mühendisliğinde Önemli Normlar ve Konular: 1. EC ve EN Normları EC : Binalarda Elektrik Tesisi EC : Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları EC 6305: Binaların Yıldırıma Karşı Korunması HD 637 S1: YG Elektrik Tesislerinde Topraklama 14

15 . DN Standartları 1. DN 1801 Binalarda Yapı Bağlantı Kutuları Tesisleri (Bina, oda ve tesis yerleri, ölçüler). DN Binalarda Sayaç Tesisi 3. DN Temel Topraklama 4. DN Tali Dağıtım Panoları 5. Teknik Yapı BağlantıŞartnamesi (Enerji dağıtımı yapan firmalar) 6. DN Binalarda Elektrik Tesisleri 1. Kısım: Plan ve tasarım ilkeleri. Kısım: Asgari donatımın cinsi ve yapısı* 3. Kısım: Đletken, şalter ve prizlerin düzenlenmesi 15

16 3. Türkiye de Kullanılan Normlar 1.Elektrik Đç Tesisleri Yönetmeliği: EC (VDE 0100) Taslak halinde.topraklamalar Yönetmeliği: EC ün, bazı kısımları tercüme edildi. HD 637 S1 (VDE 0141), tercüme edildi. 3.Kuvvetli Akım Elektrik Tesisleri DN VDE 0101, tercüme edildi. 3. Proje Hazırlama Yönetmeliği Proje aşamaları: 1. Etüd-Öneri raporu. Ön proje 3. Kesin proje 4. Uygulama projesi (Yapım çizimleri ve hesapları) 5. Son durum (yapıldı) projesi 16

17 . Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları (EC ): T1 F1 T 0/0.4kV 800 kva u k = 6% P k =7900W 10m 4x3x40/110 mm 1x3x40/110mm 10m G F5 80 A 45m 4x35mm² F3 F4 " k 3 F 3 A 5m 5x,5mm² CEE/3A UV 160 A 110 m 1x 4x70/35mm² M " k1min 5 A 60 m 1x 3x4mm² 17 F6

18 EC da önemli tanımlar Tasarım akımı : Normal işletmede bir devreden geçmesi öngörülen akımdır. Aşırı akım : Beyan değerinden büyük bütün akımlardır. Đletkenler için beyan değeri, akım taşıma kapasitesidir. Aşırı yük akımı : Bir devrede hata yok iken, oluşan aşırı akımdır. Kısa devre akımı : Normal işletme şartlarında potansiyelleri farklı olan gerilim altındaki iletkenler arasında ihmal edilebilir empedanslı bir hata sonucu meydana gelen akımdır. Hata akımı: Normal çalışma şartları altında, potansiyel farkına sahip iletkenler arasında veya gerilim altında bulunan bir iletken ile açıktaki iletken bölümler arasında hata sonucu oluşması muhtemel bir akım değeridir. 18

19 Hata akımları PEN B n L 1 -N/ L -N/ L 3 -N 1fazlı Kısa devreler L 1 -L L -L 3 L 1 -L 3 fazlı L 1 -L -L 3 3fazlı L1 L L3 N PE Đletken devresi Gövde hatası U B U F Toprak hatası Toprak R A R B ETO Đzmir Prof.Dr. Đsmail Kaşıkçı 15 Haziran

20 Eşdeğer gerilim kaynağı metodu ile kısa devre akımlarının hesaplanması Q T A L Yük U " nq, kq RQt X Qt HV t r RTK :1 X TK LV RL X L Hata yeri F 01 Q A " k ~ c U n 3 Örnek 1 0

21 Kısa devre akımının tesiste etkileri k : Başlangıç kısa devre akımı p : Tepe noktası k : Süregen kısa devre akımı F cn > " k 3 i p " k th i p κ = = κ " k 1,0 + 0,98 e 3R / X Zaman t/s cm " " k 3 k1, ", " k kee " > CE, Rest k 1 a 1

22 " k 3 " k1min Akım /A Uygulamada kısa devre akımları Üst kılıf eğrisi Üç kutuplu kısa devre akımı panolarda dinamik zorlamaları kontrol etmek için hesaplanır. " cn > k 3 Tek kutuplu kısa devre akımı son devrede otomatik açmanın istenilen zamanda gerçekleşmesinin kontrolü için hesaplanır. Doğru akım bileşeni Alt kılıf eğrisi > " k1min a Zaman /t χ,0 1,8 1,6 1,4 1, i p = κ " k 3 1,0 0 0, 0,4 0,6 0,8 1,0 1, R/X

23 Empedans ve Kısa devre akımlarını hesaplanması 1. Şebeke beslemesi " kq, U nq Q Kısa devre akımı " k c U = 3 Z n k Şebekenin ön empedansı cunq Z Q= " 3 kq T U n Ampirik formül X R Q Q = 0,995 Z = 0,1 X Q Q " kq, U nq t t r r :1 = U rthv / U rtlv " k 100% u kr rt Z Qt = c U 1 Q nq " 3 t kq r 3

24 G 3 ~. Jeneratörler R G " X d U rg / 3 K R G G = " 0,05...0,15 X d U U n rg 1+ x c " d max sin ϕ rg Z = R + G G jx " d x " d = U X rg / " d S rg Z = K ( R + GK G G jx " d ) " k = c U Z G n / 3 K G 4

25 3. Transformatör RTK X TK u Rr X T = = P S krt rt Z T 100% R T Sıfır dirençler X R 0T= 0, 95 0T = R T X T Z TK = K T Z T Transformatör empedansları Z u = kr T 100 % U S rt rt Z = R + K T T = T jx T c, ,6 κ 0 max T R T = P = P U krt krt 3 rtlv S rt rtlv κ = T X T U rt S rt 5

26 4. Kablo ve iletkenler R l R l = κ S X [ ( C) ] 1+ Θ = R 0 C α 0 C Pratikte kullanılan reaktans değerleri: x Sıfır dirençler X X R R 0L L L 0L = = Çizelge değeri Çizelge değeri x ' 0,08mΩ / m Kablo ve iletkenler için x ' 0,33mΩ / m Havai hatlar için x ' 0,1 mω / m Baralar için 6

27 3. Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri EC

28 Elektrik Kazaları 8

29 15 Hz den 100 Hz e kadar a.a etkilerinin akım-zaman bölgeleri ca. 0,14 s vulnerable Phase ca. 0,75 s ms Açma akımı a Başlangıç akımı RCD 30 ma b C1 AC-4-1:Ventriküler fibrilasyon olasalığı <%5 AC-4-:Ventriküler fibrilasyon olasalığı %50 C C3 AC-4-3:Ventriküler fibrilasyon olasalığı >%50 Akımın akış süresi ,1 AC-1 AC- AC-3 AC-4 0, 0, ma Vücut akımı Tehlikeli fizyolojik etkiler, ağır yanıklar ve ölüm olayları görülür Genellikle bir tepki yoktur Genellikle zararlı bir fizyolojik etki yoktur Organik bir hasar olmaz. Geçici kalp kasılmaları, kaslarda kramp, nefes almada zorluklar görülür 9

30 Temel koruma (Doğrudan dokunmaya karşı koruma) L1 L L3 PE N L1 L L3 PE N K =0 K =0 R B Yalıtılmış cihaz Toprak Temel koruma P simgesi ile belirlenir. R B R A Yalıtılmış cihaz Toprak 30

31 Hata anında otomatik kesme ile koruma (TN-Sistem) (Dolaylı dokunmaya karşı koruma) n 30 ma Cihaz F n PE L1 L L3 PE N Dolaylı dokunmaya karşı koruma için: 1. Akım kaynağı topraklanmalıdır.. Tüketim cihazı koruma iletkeni ile tesis edilmelidir. 3. Kablo ve iletkenlerin, aşırı akım koruma cihazı ile koordinasyonu sağlanmalıdır. 4. Temel topraklama tesis edilmelidir. 5. Potansiyel dengeleme uygulanmalıdır. Temel koruma K EC e göre tüketim cihazları için aşağıdaki koruma sınıfları geçerlidir: R B F Toprak R E 31

32 Hata anında otomatik kesme ile koruma (TT-Sistem) (Dolaylı dokunmaya karşı koruma) n 30 ma Cihaz F n L1 L L3 N Dolaylı dokunmaya karşı koruma için: 1. Akım kaynağı topraklanmalıdır.. Tüketim cihazı PE ile APDB na veya panodaki klemenslere tesis edilmelidir. 3. Kablo ve iletkenlerin, aşırı akım koruma cihazı ile koordinasyonu sağlanmalıdır. 4. Temel topraklama tesis edilmelidir. 5. Potansiyel dengeleme uygulanmalıdır. Temel koruma PE K EC e göre tüketim cihazları için aşağıdaki koruma sınıfları geçerlidir: R B F R E R St Toprak 3

33 Tamamlayıcı (ek) koruma (RCD ile) L1 L L3 PE N F n 30 ma n Bozuk cihaz F n PE iletkeni kopmuş K = F K K Yalıtılmış cihaz Yalıtılmış cihaz R B F R E Toprak R E 33

34 AG tesislerinde topraklama için: 1. Güç sisteminin (örneğin enerji kaynağı veya transformatörün) yıldız noktasının toprağa nasıl bağlandığı ve. Tesisatın açıktaki iletken bölümlerinin (örneğin elektrik cihazları) toprağa nasıl bağlandığına dikkat edilmelidir. 34

35 AG Elektrik Sistemlerinde Kodlama AG de Topraklama Yöntemleri TN - Sistem TT - Sistem T - Sistem Akım Kaynağı L1 L L3 N Đşletme Cihazı PE TN-C-Sistem TN-C-S-Sistem T N T C S TN-S-Sistem 1. Harf. Harf 35

36 TN Sistemin incelenmesi: Dağıtım panosu L 1 L L 3 PE PEN Potansiyel dengeleme iletkenleri N B16A a =? R B PDB R A Temel topraklama 1. TN sistemde topraklama tesisatın ana öğesi değildir.. Hata akımı çevrim empedansı tarafından tayin edilir. Z S > U 0 a " k1min a U 0 (V) 30? 400? t a (s) 36

37 TN sistemde çevrim empedansının ve tek kutuplu kısa devre akımının hesaplanması R Q, X Q Bara 1 R L A1, X L A1 Bara, Ana pano L 1 R L A, X L A R T, X T L L 3 R L PEN, X L PEN PEN PE N Çevrim empedansı için eşdeğer şeması X T R T X F R F X L RL PE R L PE X L PE R B X PEN R PEN X PE R PE " k1min = (R 1Q + R 1T + R 1L + R 0T + c R min 0L ) 3 U + (X n 1Q + X 1T + X 1L + X 0T + X 0L ) 37

38 TT Sistemin incelenmesi R T R L1 L 1 L n N Dağıtım panolarında PE ve N klemensleri kesinlikle birleştirilemez. 1. TT sistemde topraklama tesisatın ana öğesidir.. Toprak hatası akımı topraklama direnci tarafından tayin edilir. Direnç toprağın cinsine, nemine, sıcaklığına ve topraklama tesisinin yapısına, şekline ve aşınma durumuna bağlıdır. R B Toprak R A L 3 PE N R PE R A PDB U L a 40 A 30 ma B/16 A F R U + A R L = 0 R 38 B

39 TT Sistemde toprak çevrim empedansının hesaplanması R Q, X Q R T, X T R L A1, X L A1 L1 L L3 N TT Sistemde hata akımının hesaplanması R L A X L A H = Z T + 30V Z + R K + A + R B = 30V R + R A B M 3~ R L PE X L PE R B R A H ETO Đzmir Prof.Dr. Đsmail Kaşıkçı 15 Haziran

40 T Sistemin incelenmesi (EC Kısım 710) L 1 L 3 PE Potansiyel dengeleme iletkenleri PDB DM R T RCD RCD A M 1 ~ 1. hata. hata d C E DM: Yalıtım izleme düzeneği, RCD: Artık akım koruma düzeneği Bu sistemin TT veya TN ile birlikte hastanelerde, maden ocaklarında ve çok hassas tesislerde kurulması zorunludur. 40

41 Elektrik tesislerinde açma zamanları 1.Prize takılan cihazlar için: t a = 0, 4s.Sabit tesis edilen cihazlar için: t a = 5s 3.TT Sistemde: t a = 0, 4s t a = 0, 07s 4.Dokunma gerilimi: U B = 50V 41

42 4

43 43

44 44

45 4. Đletken ve Kabloların Aşırı Akımlara Karşı Korunması EC (HD S1) PEN (N) L1 L L3 45

46 Akım devresinin planlanması, boyutlandırılması ve hesaplanması Aşırı akım koruma düzeneği Koruma cihazının nominal akımı Koruma cihazının açma akımı n = a n b z r 1,45 Đletken değerleri Đşletme akımı, tasarım akımı Đletkenin sürekli akım taşıma kapasitesi Đletkenin çizelgeden okunan sürekli akım taşıma kapasitesi z Yük P=kW, 30V, 50Hz, 8,7A, Döşeme tipi B, 30 C 46

47 Normal işletmede ve kısa devrede kablo veya iletkende oluşan sıcaklık eğrisi (PVC) ϑ ( C) 160 ( C) Kısa devre Devrenin açılması gereklidir 70 ( C) 30 ( C) Normal işletme Maximum t k = 5s Aşırı yükün başlanğıcı Kısa devrenin başlanğıcı t (s) 47

48 Aşırı akım koruma cihazlarının açma akımları: a a a a a = = = = n n n n n B karakteristikli kesiciler (Binalarda) C karakteristikli kesiciler (Motor ve sanayide) K (Motor ve sanayide) MCCB (Ana kolon ve motorlarda) gg-sigortalar (Ana kolon ve motorlarda) Back-up Korumada 48

49 Minyatür kesiciler ile devrelerin korunması Zaman t Dakika Aşırı yükte açma MCB Saniye ,4 0,1 3 4 A 5 4 B 5 4 C 4 5 D 5 0, Gecikmesiz kısa devrede açma x Anma akımı n MCB Minuture Circuit Breaker EC (EC ) - n = 0,5A bis 115A, cn=3-5ka 49

50 Sigortalar ile devrelerin korunması t V (s) P (A) NH-Sigortaları EC VDE A bis 1150A 50

51 Termik manyetik şalterler ile devrelerin korunması (ACB, MCCB -EN ) L S Aşırı yükte açma L Standard Optional t 4 t Gecikmeli kısa devrede açma S Standard Optional t sd t Gecikmesiz kısa devrede açma Standard On Optional Off t a (s) rn g r t r sd n = A cu = kA N G Nötr iletkeni koruması Standard Optional Toprak hatasında açma Standard Optional 0,5 1 x r Off t g t 1 0,1 0,01 0,5 t g t sd x n i n = A cu =45-100kA L = Long time, inverse time delayed overload release S = Short-time delay short-circuit release = nstantaneous short-circuit release G = Ground Fault Protection 51

52 Selektif Ana Koruma Cihazı E 5

53 RCD (KAR-Kaçak Akım Koruma Rölesinin Çalışma Prensibi, Tesisi ve Selektif Seçicilik) 1 : Tüketicinin çektiği işletme akımı (faz akımı) : Nötr akımı L1 = N Açma rölesi d : Hata akımı = + L1 N PE Test butonu Ölçme bobini c : Gövde hatası dumunda insan üzerinden akan akım c d 1 R B : Đşletme topraklama direnci Gövde hatası d c R B 53

54 Kablo ve iletkenlerin aşırı yüke karşı korunması Bir kabloyu ya da yalıtılmış iletkeni aşırı yüke karşı koruyan koruma cihazının karakteristikleri aşağıdaki koşullara uygun olacaktır: Kesiciler (MCB, MCCB) ve sigortalar (gg) için: 1) ) b n 8,7 A 16A 19, 5A z 3) 1, 45 1, 45 n z 1,45 19,5A 8, 7A 1,45 16A 3, A 54

55 Đşletmede kablo ve iletkenlerin yüklenebilirliği için düzeltme faktörlerine dikkat edilmelidir. f f f f 1 3 r 4 ' z : : : : : = r f 1 f Kabloların döşeme türü f 3 f 4 Taslak: Çizelge A., PVC Kabloların yığılması Taslak: Çizelge A,17 ETY Değişen ortam sıcaklıkları Taslak: Çizelge A,14 Đşletme türü Çizelgeden okunan değer Öneri: ' z = f 1 f r f 3 f 4 Đşletme ısısı: PVC: 70 C VPE: 90 C Kısa devre ısısı: PVC: 160 C VPE: 50 C PE : 150 C 55

56 Kablo ve iletkenlerin kısa devreye karşı korunması 5 saniyeye kadar olan açma zamanları yaklaşık olarak aşağıdaki formül ile hesaplanır: t k k S = k S : Đletkenin kesiti (mm ) k : Hata akımı (A) A s k : Malzeme katsayısı ( ) mm t k : Açma süresi (s) Çok kısa süreli açma zamanları için (t < 0,1s) aşağıdaki formül kullanılır: t/s n z t k k S Koruma cihazının geçirgenlik enerjisi Đletkenin ²t yükleme değeri MCB gg Kablo veya iletken /A 56

57 5. Elektrik Tesislerinde Gerilim Düşümü Hesabı EC

58 Gerilim düşümü hesapları U 1 400/30V u '' b = ( R sinϕ L + X cosϕ L ) 00 R U r = b R b. X U x = b X sinϕ L X U x = b X b.z ϕ L U? b. R U r = b R cosϕ L b ;ϕ L U 1 U ϕ L b 58

59 EC Kısım 41 e göre otomatik açma şartları l Z S müsade = Z S ( mω) R 1000 ' l30 C ZŞebeke Z Ana iletken Z Pano ZCihaz Kofre kwh DP l max DN U 0,5% U,5% T Q Q EC Kısım 5 ve DN e göre gerilim düşümü U = U l AC 1~ 3 b lac 3~ = κ S U 4% b cosϕ κ S S = l b κ U cosϕ cosϕ 3 l b cosϕ S = κ U 59

60 60 100% ) sin ' cos ' ( 3 + = N L W U X R l u ϕ ϕ 100% ) sin ' cos ' ( + = N L W U X R P l u ϕ ϕ Tek fazlı elektrik tesislerinde gerilim düşümü hesabı 100% ) sin ' cos ' ( + = N L W U X R l u ϕ ϕ 100% ) sin ' cos ' ( + = N L W U X R P l u ϕ ϕ Üç fazlı elektrik tesislerinde gerilim düşümü hesabı S l R W = κ '

61 6. Elektrik Tesislerinde Selektif Açma ve Koruma EC : Elektrik Tesislerinde cihazların seçimi, tesisi, koruması ve ayırması EC : Tıbbi yerler EC : Kalabalık toplulukların bulunduğu binalar, Taslak norm (şimdiki VDE 0108) 61

62 Kısa devrede selektif seçicilik Kısa devre akımlarına karşı tesisin arızalı bölümü selektif olarak devre dışı bırakılır. Ard arda tesis edilen aşırı akım koruma düzeneklerinin koordinasyonu ve seçimi ancak kısa devre hesaplarının yapılması ile mümkündür. Selektif seçiciliğin sağlanamadığı yerlerde destekli koruma yapılır. (Back-up-Koruma) Q3 Q1 Devre işletmede Hatalı kalır akım devresi Q Devrenin açılması gerekir Devre açılır Q3 Devre açılır Q1 Q Devrenin açılması gerekir Hatalı akım devresi 6

63 EC- EN Normlarına göre TMŞ ve Sigortalar arasında selektif koordinasyon (EN , DN EN ) t C B A t = Akıma bağımlı selektif açma = Zamana bağımlı selektif açma t = Test edilmiş selektif açma C S B CU B A = Etkilenmemiş kısa devre akımı cu = Kısa devre kesme akımı anma sınır değeri S = Selektif durumda sınır akımı B = Devrelma akımı A = Sigortanın erime eğrisi B = Sigortanın kesme eğrisi C = TMŞ in kesme eğrisi 63

64 Sigortalar ile devrelerin korunması ve selektif seçicilik n1 =? ADP t (s) 100A TP 10 50A 50A = n 100A 10 1 Kısa devre akımı 10 0 t s =1,7s A n1 n k =800A p (A) Sigorta bandları birbirine değmemelidir. 3 ±6% band kaymasına dikkat edilmelidir. 64

65 TMŞ (ACB, MCCB) ile sigorta arasında selektif seçicilik A t a (s) 50A gl Q1 3VL6 r = 800A i = 8000A cu = 70kA L 10 S F1 r = 50A B kmin B =5 ka kmax B =6 ka 1 0,1 0,01 L Aşırı yükte açma L Standard Optional t 4 t Gecikmesiz kısa devrede açma Standard On Optional Off S Gecikmeli kısa devrede açma S Standard Optional t sd t 500 L = S = = G = (A) Long time, inverse time delayed overload release Short-time delay short-circuit release nstantaneous short-circuit release Ground Fault Protection 65

66 TMŞ (ACB, MCCB) arasında selektif seçicilik Akım-Selektifi t (s) Q1 3VL6 r = 800A A 1000 L L k min B k max B i = 8000A cu = 70kA Q 3VL3 r = 160A i = 800A cu = 40kA B kmin B =5 ka kmax B =6 ka 1 0,1 0,01 0, k (A) Selektif seçicilik var B = devrelma akımı B

67 TMŞ (ACB, MCCB) arasında selektif seçicilik Zaman-Selektifi Q1 3WL r = 800A sd = 400A tsd = 0,08s i = cu = 70kA kmax A 67 ka A t L L k max B k max A 10 B 1 Q 3VL3 r = 160A i =1600A cu = 70kA kmax B =50 ka 0,1 S t 0,01 0,001 k Tam selektiflik sağlanır

68 SKC koruma fonksiyonun incelenmesi (MCB) Kumanda düzeneği Elektrik enerjisi Mekanik enerji Magnet açtırıcı+ Darbe bobini Bimetal (SKC) Selektif- Direnç Bimetal Selektif açtırıcı Ayırma kontağı yok Bimetall Temp.-komp. Kumanda düzeneği Ana kontak Magnet sistem Bimetal Termik açtırıcı 68

69 MCB B 16 Tali pano E 35 z. B A 5...6,5 x N 10 A 1,05...1, x N Selektif kesicilerin güce göre seçimi E /[A] Güç/ [kva] L1 N 69

70 Türkiye de kurulan elektrik tesislerinde selektif seçicilik ve güvenlik yoktur! x4 NYM Projelerde kuvvetli akım kolon şemaları 5A 3A 3x,5 NYM 16A 3A Priz 300W Ayd. 960W x,5 NYM 4 10A 3x,5 NYM 10 3A 5A Priz 600W 16A AG hattından 4x6 NYY AG hattından 4x10 NYY 70

71 RCD (KAR-Kaçak Akım Koruma Rölesinin Çalışma Prensibi, Tesisi ve Selektif Seçicilik) Yanlış uygulama Doğru uygulama Ana pano Tali pano RCD RCD n = 300mA n = 30mA R A =? n = 300mA RCD RCD n = 30mA n = 30mA RCD R T U L Ι n R T n U L Σ Ι : Eşit n R T n U L Ι n : Selektif R U n T n RCD < 4 n = 0,5 RCD 4-10 n = 0,35 RCD >10 n = 0,5 A n : Eşit değil 71

72 Daire linyesi B16A B5A RCD 40A/30mA gg3a B5A kwh ATP C3A TMŞ 50A TEDAŞ C40A 115A 300mA 7

73 73

74 74

75 7. AG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Topraklama, Koruma ve Potansiyel Dengeleme iletkenleri EC Topraklamalar Yönetmeliği 001 (HD 637 S1) 75

76 Soru: Topraklama dirençlerinin değeri kaç Ohm olmalıdır? R B Trafo binası TT Sistem R A TN Sistem Rk R B Baks SORU: Ω ve 5Ω Muf Halka topraklama nerede geçerlidir? Temel topraklama direnci kaç Ohm olmalıdır? M R A R B Levha topraklaması 76

77 Tesis ve cihazlar niçin topraklanır? 1. Herhangi bir hata anında (teknik hatalar, aşırı akımlar, yalıtımın bozulması, delinme ve bozulmalar vs) ortaya çıkan tehlikeli akımların toprağa akıtılması. Đnsan ve hayvanların can güvenliğinin sağlanması amacıyla topraklama yapılır. 77

78 Topraklayıcı çeşitleri Topraklayıcı olarak aşağıdaki malzemeler kullanılabilir. 1) Temel topraklayıcı (Kullanılması zorunludur) ) Gözlü topraklayıcı 3) Şerit topraklayıcı 4) Halka topraklayıcı 5) Derin topraklayıcı 6) Yıldız topraklayıcı 7) Ağ topraklayıcı 8) Levha topraklayıcı (Kullanılması yasaktır) 78

79 Binalarda Elektrik Tesisi ve Topraklama MCB/ B16A xrcd 30mA 5x10mm 5m 4. Kat Fırın 3x,5mm 0m Sayaç SHU 63A Selektif kesici gg/100a Buşonlu sigorta Temel Topraklama NYY 4x35mm 10m Zemin Kat Çelik donatım PDĐ 30x3,5mm PDB Muf NYY 3x95/70mm 100m Soru: Kazıklara niçin ihtiyaç vardır? 630kVA, 4% 0/0,4kV 79

80 1. Temel topraklayıcı ADB Topraklama filizi R E ρe π. D Bağlantı klemensleri D L B = 4 π Çelik donatımlı temel topraklayıcıya örnek Mesafe tutucu Beton Toprak 80

81 Temel topraklamaya örnekler: a. Tek bina b. Bitişik binalar b. Đşletme ve bürolar Topraklama filizi Ağ gözlü topraklayıcı 81

82 . Şerit topraklayıcı 3. Derin topraklayıcı Potansiyel dengeleme barı Deney yeri Potansiyel dengeleme barı Deney yeri 0,5m 5m min. 1 m 1 m > 9 m,5 m R E = ρ E π. l.ln. l d R E = ρ E π. l.ln 4. l d R E ρ l E 8

83 4. Halka topraklayıcı Yıldırım tesis klemensleri 1m Topraklayıcı özel koşullarda bina içine tesis edilebilir. h 0,5m R E = ρ E.ln π. D π. D d D = 1,13. A R E. ρ E 3. D 83

84 Potansiyel Dengeleme Telefon Anten Kofre Yıldırım Ana potansiyel dengeleme barası Atık su boruları PDĐ PDĐ PDĐ PA Gaz boruları Soru: PDĐ kesitleri kaç mm olmalıdır? PDĐ Kalorifer boruları Topraklama filizi Su sayacı Temel topraklama 84

85 Pano odasının görünüşü ve tesisi 85

86 Ana iletken kesitlerine bağlı koruma iletkeni kesitlerinin seçimi L1 L L1, L, L3 PE (mm²) (mm²) L3 PEN S 16 S 16 < S S >35 S/ 86

87 Potansiyel dengeleme iletkenlerinin kesiti Ana potansiyel Tamamlayıcı potansiyel dengeleme iletkeni dengeleme iletkeni Normal 0,5 x Tesisin en Đki gövde En küçük büyük koruma arasında koruma iletkeni iletkeni kesiti kesiti Đki gövde arası 0,5 x Koruma iletkeni ve yabancı kesiti geçirken kısım Minimum 6 mm mekanik,5 mm Cu korumalı mekanik korumasız 4 mm Cu Sınır 5 mm Cu

88 Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği ( ) Çizelge-10: TN sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük çevrim empedansları (sigorta ve kesiciler için) Çizelge-11:TT sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük topraklama dirençleri (sigorta ve kesiciler için) Çizelge-1:TT sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük topraklama dirençleri (RCD için) 88

89 TN Sistem de Minyatür Kesicinin ve Kaçak Akım Rölesinin (RCD) kullanıldığı binalarda topraklama dirençleri hesapları (Çizelge 10) PDĐ B16A L1 L L3 PE N F PDB n 1 K R B Temel topraklama R A 89

90 Çizelge-10: TN sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük çevrim empedansları (sigorta ve kesiciler için) 30V 50Hz AG gg, gm sigortaları Aşırı akım koruma cihazları (MCB, MCCB) B ta 0,4s ; ta 5s C MCCB n a Z s a Z s a =5 n Z s a =10 n Z s a =11 n Z s A (5 s) (5 s) (0,4 s) (0,4 s) A Ω A Ω A Ω A Ω A Ω ,7 80,8 50 4,6 100, 110 1, , 110 1,9 80, ,4 19 1, t a 0, 1s Kısa devre açma süresi genellikle altındadır. 90

91 TT Sistem de Kesicinin ve Kaçak Akım Rölesinin (RCD) kullanıldığı binalarda topraklama dirençleri hesapları B16A L1 L L3 N Potansiyel dengeleme RCD 30mA n PE PDĐ Metal aksamlar 1 K APDB R B R B Ω R A =0,63Ω R A F Temel topraklama R A =1,666kΩ 91

92 Çizelge-11:TT sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük topraklama dirençleri (sigorta ve kesiciler için) 30V 50Hz AG gg, gm sigortaları Aşırı akım koruma cihazları (MCB, MCCB) B C MCCB n a R A R A a =5 n R A a =10 n R A a =11 n R A (5 s) U L =50V U L =5V A A Ω Ω A Ω A Ω A Ω ,1 0, , , , ,77 0, , ,3 19 0,6 MCCB (güç kesiciler) için firmalardan açma katsayısı istenmeli ve topraklama direnci hesaplanmalıdır. +% 0 hata faktörleri dikkate alınmalıdır. 9

93 Çizelge-1:TT sistemlerinde hata akımı koruma düzenlerinin anma hata akımı ve işletme elemanlarının gövdelerinde izin verilen en büyük topraklama dirençleri (RCD için) Topraklama dirençleri Anma hata akımı n 10mA 30mA 100mA 300mA Đşletme elemanlarının gövdelerinde ölçülen izin verilen en büyük topraklama dirençleri R A U L = 50V U L = 5V 5000Ω 1666Ω 500Ω 166Ω 500Ω 833Ω 50Ω 83Ω Selektif S RCD için verilen değerler R A U L = 50V 83Ω Bu çizelge teorik değerleri vermektedir. Kuru ve nemli toprak arasında ölçülen değerler arasındaki fark beş kat artabilir. 93

94 Topraklama direnci hesaplarında dikkat edilmesi gereken hususlar: TT ve TT sistemlerinde temel topraklama direncinin Ω dan küçük olması EC ve EN normlarında belirtilmemiştir. Ω gerilim terazisinden dolayı transformatör yıldız noktasının topraklandığında alınması gereken bir değerdir. RCD her ayda bir mekanik ve her 6 ayda bir elektriksel deneyleri yapılmalıdır. Tüm binalarda son devrelere 30mA RCD, ana dağıtım panosuna selektif 300mA RCD tesis edilmelidir. Binalara tesis edilen RCD den kullanıcı, mühürlü yerlerde enerji veren kuruluş sorumludur. Söküldüğünde yasal işlem uygulanmalıdır!!! 94

95 Modern bir elektrik tesisat şeması -F4..6 -P S -X kwh L1 L L3 PEN -X3 -Q PE Klemensi -X4 -F7 N Klemensi N1 > 4 6 N KAR (RCD) -F N1 > 4 6 N L1 L L3 ADP F F11 -F11 -F F16 -X APDB YBK -F W PD L1 L L3 PEN Temel topraklamaşeridi, galvanize çelik 30x3,5 mm 95

96 Örnek 1:Topraklamada yanlış uygulamalar KAZAN DARESĐ 5 mm² Cu UPS Topraklaması ELK SAFT Ø0 1.5 m Cu Tel. Santralı Topraklaması KOMPRESÖR AT1 50 mm² Cu AT ELEKTRK SAFT Kat UPS Panolarına 1. Kat Film Odasına ASANSÖR R<5Ω Tel. Santralı'na 4 mm² NYA R<5Ω 50 mm² Cu AT'ye ASANSÖR 6 mm² Cu Film Odası Topraklaması R<5Ω Şebeke Topraklaması Ø0 1.5 m Cu TOPRAKLAMA TESSAT PLAN 96

97 Örnek :Topraklamada yanlış uygulamalar 5mm, çıplak Cu, çok damarlı 5mm, çıplak Cu, çok damarlı TSM PDB 11x11 mm, Cu Kolon bağlantı filizi Kazık ile birlikte levha topraklamasıda yaygın 95 mm, çıplak Cu çok damarlı Ø0x1500mm, Cu, çubuk elektrod 97

98 Örnek 3: Temel Topraklama Hesabı Fırın MCB/ B16A xrcd 30mA 5x10mm 5m PE Sarı/yeşil 3x,5mm 0m Sayaç SHU 63A Selektif kesici 1m gg/100a Buşonlu sigorta NYY 4x35mm 10m PDĐ 30x3,5mm PDB Topraklama filizi Muf NYY 3x95/70mm 100m Temel topraklama şeridi 30x3,5 mm 8m 630kVA, 4% 0/0,4kV Kazıklar çakılmaz 98

99 Bir binaya temel topraklama tesis edilecektir. Aşağıdaki değerler ile topraklama direncini hesaplayalım. Toprak özğül direnci: Binanın uzunluğu Binanın genişliği ρ L E = 150Ωm = 1m B = 8m Temel topraklayıcının eşdeğer çapı: alınmıştır. Önemli not: Toprak özğül direnci tesis yerinde muhakkak ölçülmelidir: 4 L B D = = 11Ω π Temel topraklayıcının genişleme direnci: R TT ρe 150Ωm = = = 8, 68Ω π D π 11m bulunur. 99

100 Elektrik Tesislerinde Topraklama Yönetmeliği Madde 8.4ii ye göre: R A a U L koşulu yerine gelmelidir. Koruma düzeni, artık (kaçak) akım koruma rölesi olduğunda olacaktır. a = n Bu durumda topraklama direnci: U L 50V RA 1, 66kΩ 30mA n olarak hesaplanır. RA R TT olmasışartına göre 1,66kΩ >> 8, 68Ω Yönetmelik koşulları yerine getirilmiştir ve korunma sağlanmıştır. 100

101 Örnek 4: Ağ gözlü bir topraklayıcıda topraklama direncini hesaplayalım 16m m,5m 1,5m HD 637 S1 e göre: ρe = 150Ωm R R Göz Eşdeğer yarıçap: A 16mx1,5m r e = = = 7, 98m π π Bir gözün uzunluğu: ( m +,5m) = m l göz = 9 Tüm gözlerin uzunluğu: l Toplam = 08, 5m Topraklama dirençi (Laurent formülü ile): Göz ρe ρe 150Ωm 150Ωm = + = + 5, 47Ω 4r l 4 7,98m 08,5m e Toplam ρe 150Ωm = = = 5, 3Ω A (16m 1,5m ) 101

102 Örnek 3 ün Topraklama elektrodları ile karşılaştırılması Verilen değerler Yıldız topraklayıcı Derin topraklayıcı Levha topraklayıcı R A 8, 68Ω ρ E = 50 Ωm R A l = l = l = ρ = l ρ E R A 50Ωm 8,68Ω 57,6m E R A l = l = l = ρ = l ρ E R A E 50Ωm 0,65Ω 8,8 m ρ E RA = 4,4 S ρ E S = 4,4 R A 50Ωm S = 4,4 8,68Ω S = 6,54 m Đstenilen değerler için yıldız topraklayıcının uzunluğu derin topraklayıcıya göre iki kat daha fazladır. 10

103 8.YG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Topraklamalar Yönetmeliği 001 (HD 637 S1) 103

104 YG` de sınırlı akım süreleri için izin verilen en yüksek dokunma gerilimleri V U Tp 1 Dokunma gerilimi c b a U U E TP = U E Z E E , Akım süresi t a) Hayvanlardaki zamana bağımlı dokunma gerilimi b) Eski VDE 0141 deki dokunma gerilimi c) Yeni kabul edilen eğri s 104

105 Topraklama çeşitleri L1 L L3 PEN Aşırı gerilim koruyucuları Koruma Topraklaması Đşletme Topraklaması Fonksiyon Topraklaması 105

106 Elektrik Tesislerinde Topraklamanın Önemi U E U Tp U Tp U SS Binada TT sistem tesis edilmiş. Binada temel topraklama yerine levha topraklama yapılmış. 34,5kV şebeke doğrudan topraklanmış. Yıldırıma karşı güvenlik alınmamış. Potansiyel dağılımı düzenlenmemiş 1m HD 637 S1 e göre üzerinden akım geçen topraklayıcın çevresinde yeryüzü potansiyelinin değişimi ve gerilimler S1 S S3 Potansiyel dağılımı düzenlenmiş Topraklama elektrodları ayrı topraklanmış. Topraklayıcılar arasında 0m mesafe dikkate alınmamış 106

107 YG tesislerinde dağıtım şebekeleri 1. Yıldız noktası yalıtılmışşebeke. Toprak teması kompanze edilmişşebeke 3. Yıldız noktası doğrudan doğruya topraklanmış şebeke 4. Yıldız noktası düşük bir empedans üzerinden topraklanmış şebeke. 107

108 YG Sistemlerinde Yıldız Noktası Topraklamaları YG de özellikle cihazlar değilde, transformatörlerin yıldız noktasının nasıl topraklandığı önemli yer teşkil eder. Dokunma gerilimi zamana bağımlı olarak değişmektedir. 5 s den fazla hata süresi için 75 V kabul edilmiştir. Yıldız noktası: 1. Tek fazlı kısa devre akımlarını. Topraklama, dokunma ve adım gerilimlerini 3. Şebekedeki gerilim yükselmelerini 4. Beslemenin kesilmesini ve 5. Đşletmeyi, korumayı, yatırımları vs. çok önemli bir şekilde etkiler. 108

109 YG Topraklama tesislerinin kurulması için dört şart yerine getirilmelidir: 1)Mekanik dayanım ve korozyona karşı dayanıklılığın sağlanması (Ek-A), )sıl bakımdan en yüksek hata akımının hesaplanması (Çizelge-4), 3)Đşletme araçları ve eşyaların zarar görmesinin önlenmesi 4)En yüksek toprak hata akımı esnasında, topraklama tesislerinde ortaya çıkabilecek gerilimlerden dolayı insanların güvenliğinin sağlanması. 109

110 Bu dört koşuldan dolayı topraklama tesislerinin boyutlandırılması için aşağıdaki parametreler önemlidir: 1.Hata akımının değeri*,.hatanın süresi*, 3.Toprağın özellikleri. * YG sisteminin nötrünün topraklanma şekline bağlıdır. 110

111 Topraklama sistemlerinin tasarımı için ilgili akımlar Yüksek gerilim sisteminin tipi Yıldız noktası yalıtılmışşebekeler Toprak teması kompanse edilmiş şebekeler Söndürme bobinli tesislerde Söndürme bobinsiz tesislerde sıl yüklenme ile ilgili akımlar Topraklayıcılar Topraklama iletkeni - - 6) 6) " kee " kee 9) Topraklama gerilimi ve dokunma gerilimleri ile ilgili akımlar 9) 7) E E = r = r C = r + E L Re st ) Re st Yıldız noktası değeri düşük bir empedans üzerinden topraklanmışşebekeler " k1 4) " k1 E 5) Toprak teması kompanze edilmiş ve geçici olarak yıldız noktası değeri düşük empedans üzerinden topraklanmış şebekeler Yıldız noktası geçici olarak topraklanmış tesislerde Öteki bütün tesislerde Söndürme bobinli tesislerde Söndürme bobinsiz tesislerde - " k1 4) 8) " k1 6) 3) " kee E E = r + E L = r 111 5) Re st ) Re st

112 Topraklama Tesislerinin Yapılması Bir topraklama tesisi genel olarak toprak içine gömülen veya çakılan yatay, düşey veya eğik birkaç topraklayıcının bir araya getirilmesiyle yapılır. Topraklama yapılacak tesisin alanında 1. Toprak özdirenci ölçülmeli,. Topraklanacak cihazlar, metaller tesbit edilmeli, 3. Topraklama dirençleri hesaplanmalı, 4. Dokunma gerilimleri hesaplanmalı ve 5. Sonuçların yönetmeliğe uygun olup olmadığı kontrol edilmelidir. 11

113 EMC kurallarına uygun TN-Sistemi Akım kaynağı Tek besleme APDP AG ana dağıtım panosu L 1 L L 3 N PE Đşletme topraklaması Tali pano L 1 L L 3 N PE L 1 L L 3 N PE

114 EMV-gerecht gestaltetes NS-Netz mit Mehrfacheinspeisung TR1 TR Ana dağıtım panosu L 1 L L 3 PEN PE PEN-PE-Köprüsü APDP Tali pano PD L 1 L L 3 N PE Merkezi Topraklama 114

115 Bir fazlı yüklemelerde nötr iletkeninde akım akış yönünün değerlendirilmesi Akım kaynağı Dikkat:Đki ayırma köprüsünün bulunduğu sistemde toprak temasları mümkündür. 1. AK APDB. AK APDB ĐT a 1 N N N N N N ĐT AG ana dağıtım panosu L 1 L L 3 N PE Açık Açık N N Aralık a >> a 1 Açık Açık Kapalı N L 1 L L 3 N PE Açık Tali pano L 1 L L 3 N PE L 1 L L 3 N PE L N 115

116 Gövdede oluşan hata akımında akımın akış yönünün değerlendirilmesi Akım kaynağı Dikkat:Đki ayırma köprüsünün bulunduğu sistemde toprak temasları mümkündür. 1. AK APDB. AK APDB ĐT a 1 F F F F F F ĐT AG ana dağıtım panosu L 1 L L 3 N PE Açık Açık F F Aralık a >> a 1 Açık Açık Kapalı F L 1 L L 3 N PE Açık Tali pano L 1 L L 3 N PE L 1 L L 3 N PE F F 116

117 Örnek : 0,4kV yıldız sargısının temel topraklamadan en az 0m ötede ayrı olarak topraklandığında topraklama iletkeninin kesit hesabı APDB Topraklama elektrotları 40x3mm galvanize çelik ile tesis edilmiştir kVA, %4, 909A,5kA. Für %6,17kA " k 5kA A = = 40mm G 100A/ mm A =185mm Formül ile hesaplanırsa: Hata akımı süresini 0,5s kabul edersek: 3 F A 3. SPE = t = 0,5s = 104,5 mm k 115A s / mm 117

118 Örnek : Hata akımı süresi (1s ve 0,5s) t F ye bağlı olarak topraklama iletkeninin hesabı 10/0,4 kv, YG 630 kva, %6 AG 500 MVA A =? 118

119 1. EC a göre YG tarafındaki ön empedansın değeri: 10/0,4 kv, c U n 1,1 (400V ) Z Q = = = 0, 35m " S 500MVA kq Ω 500 MVA YG 630 kva, %6 AG X R Q Q = 0,995 Z = 0,1 X Q Q = 0,995 0,35m Ω = 0,35mΩ = 0,1 0,35m Ω = 0,035mΩ A =?. Transformatorün empedansı: S rt =630 kva, 6% RT =,9 m Ω, X T = 14, 71m Ω 119

120 Empedansların toplamı: Rk =,955 mω X K = 15, 06 m Ω Kısa devre yerindeki empedans: Z k = R k + X k Z k =, ,06 mω = 15,347 m Ω " c U n 0,95 400V k1 max = = = 14, 30kA 3 Z 3 15,347mΩ k Not: Bu hesabda transformatorun sıfır empedansı yaklaşık olarak doğru empedansına eşit alınmıştır. 10

121 000 A/mm G ,06 0,08 0,1 0, 0,4 0,6 0, ,5 s 1 s t F S 1,3 ve 4 no lu eğriler C, no lu eğri C son sıcaklık için geçerlidir. 1) Bakır, çıplak veya galvanizli, ) Bakır, kalaylı veya kurşun kaplı, 3) Alüminyum, sadece topraklama iletkeni için, 4) Galvanizli çelik. Şekil B-1: Hata akımı süresi t F ye bağlı olarak topraklama iletkenleri ve topraklayıcılar için kısa devre akım yoğunluğu G 11

122 Hata akımı süresini 1s ve 0,5 s kabul ederek gerekli olan topraklama iletkenin kesiti kısa devre akım yoğunluğu Şekil B-1 den okunur. Buna göre 0,5 1 s s için G için G = A = 100 mm A 70 mm ve Bu değerlerle topraklama iletkeninin kesitini hesaplayalım 14,3kA 0,5 s için A G A 100 mm " k 14,3kA 1 s için A = = = 04mm G A 70 mm " = k = = 143mm Kesit 150 mm seçilir. 1 Kesit 40 mm seçilir.

123 13 A V R R U A V R R U A V R R U i K k i K k i K k 115, , , " 1 0 " 1 0 " 1 = Ω = + = = Ω = + = = Ω = + = i R K R " k1 Örnek : Koruma ve işletme topraklamalarının ayrılması durumunda kesit hesabı Kesit NYY 1x50 mm yeterlidir.

124 Koruma ve işletme topraklamalarının birleştirilmesi durumunda kesit hesabı " k1 Çıplak bakır şerit " k1 U = Z 0 T = 30V = = 4kA 400V 0, kVA t S = = k 3x40 mm, Cu U U uk S 0 n rt 4kA 0,5s A s 159 mm yeterlidir. = 107mm R T 14

125 9. Đlk Denetleme ve Deneyler EC Her elektrik tesisatı, montaj sırasında ve işin bitiminde devreye girmeden önce yönetmelik kurallarına uygun olup olmadığı denetlenecek ve deneyleri yapılacaktır. Gözle denetleme ve ölçmeler rapor halinde enerji veren kuruluşa, tesis sahibine ve tesisi kuran kişiye verilecektir. Rapor en az beş sene saklanacaktır. 15

126 Aşağıdaki deneylerin yapılması zorunludur: 1. Ana ve tamamlayıcı potansiyel dengeleme, koruma iletkenlerinin sürekliliğinin ölçülmesi Koruma iletkeni : < 1 Ω Potansiyel dengeleme iletkeni: < 0,1 Ω Metal borular Priz PE veya PEN. Topraklama direncinin ölçülmesi PEN L1 L L3 PE N APDB R B 1000 Ω - 0Ω R A = U R A A Ölçme hatası: ± 5%. R i = 40 kω V l 0m Sondaj R A =? 16

127 3. Döngü empedansının ölçülmesi L1 L L3 N PE R B 4. Şebeke iç empedansının ölçülmesi Z K a S = 1,5 Z S ( Ölçme) = K Ölçme 1,5 L1 L L3 N R =? L 1 PE PE R B 17

128 5. Kablo ve iletkenlerin yalıtkanlık direncinin ölçülmesi L1 L L3 N R > 1MΩ yal. L1 L L3 PEN 6. RCD nin mekanik ve elektriksel olarak ölçülmesi 7. Döner alanın ölçülmesi 18

129 Yazarın diğer Yayınları: 1. Đsmail Kaşıkçı, Projektierung von Niederspannungs- und Sicherheitsanlagen Hüthig-Verlag Heidelberg,. Auflage, 003 SBN Đsmail Kaşıkçı, Kurzschlussberechnung in elektrischen Anlagen Expert-Verlag Stuttgart, 1999 SBN Đsmail Kaşıkçı, Analysis and Design of Low Voltage Power Systems, Wiley-VCH, 004 SBN Đsmail Kaşıkçı, Short Circuits in Power Systems, Wiley-VCH, 004 SBN Đsmail Kaşıkçı, Kompendium Planung von Elektroanlagen, Springer, 001 SBN Đsmail Kaşıkçı, Alçak Gerilim Elektrik Tesislerinin Projelendirilmesi, Cihazlar, Standartlar, Pratik Uygulama Örnekleri, ETMD Dizisi 0, 00 SBN Đsmail Kaşıkçı, Elektrik Tesislerinde Topraklama Yönetmeliği Uygulama Kitabı, ETMD Dizisi 01, 00, SBN : 8. Đsmail Kaşıkçı, AG Elektrik Tesislerinde Topraklama ve Ölçme Tekniği, TMMO EMO Đzmir, 004, SBN Đsmail Kaşıkçı, YG Elektrik Tesislerinde Topraklama, TMMO EMO Đzmir, 004 SBN Đsmail Kaşıkçı, Elektrik Đç Tesisleri Yönetmeliği, Topraklamalar Yönetmeliği ve Proje Hazırlama Yönetmeliğinin Uygulanması (Hazırlanmakta) 11. Đsmail Kaşıkçı, EC : Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları (Hazırlanmakta) 1. Đsmail Kaşıkçı, EC 6305: Binaların Yıldırıma Karşı Korunması (Hazırlanmakta) 19