TOPRAKLAMA AĞLARININ ÜÇ BOYUTLU TASARIMI

Benzer belgeler
GRID INDUCTANCE IN SUBSTATION GROUNDING GRID DESIGN BASED ON GENETIC ALGORITHMS

Rüzgar Türbinleri İçin Topraklama Ağı Tasarımı. Grounding Grid Design for Wind Turbines

Uydu Kentlerin Tasarımı için Bir Karar Destek Sistemi ve Bilişim Sistemi Modeli Önerisi

DAĞITIM SİSTEMLERİ İÇİN YENİ BİR GÜÇ AKIŞI ALGORİTMASININ GELİŞTİRİLMESİ

ELECO '2012 Elektrik - Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, 29 Kasım - 01 Aralık 2012, Bursa

MOSFET BSIM3V3 EŞİK GERİLİMİ VE MOBİLİTE PARAMETRELERİNİN GENETİK ALGORİTMA İLE ÇIKARTILMASI

Rüzgar Türbininde Kullanılan AC/DC Çeviricilerde Uzay Vektörü Modülasyonu Yöntemi ile Kontrol

FOTOVOLTAİK HÜCRENİN TEK DİYOT EŞDEĞER DEVRE PARAMETRELERİNİN ÇIKARILMASI VE MATLAB/SİMULİNK MODELİ

TOPRAKLAMA VE POTANSİYEL SÜRÜKLENMESİ

KARAYOLU VE DEMİRYOLU PROJELERİNDE ORTOMETRİK YÜKSEKLİK HESABI: EN KÜÇÜK KARELER İLE KOLLOKASYON

TOPRAKLAMA Prof.Dr. Nurettin UMURKAN

EKDZ modelinin farklı bina dağılımları içeren senaryolara uygulanarak eğim kırınımı etkisinin araştırılması

DEFORMASYON AĞLARINDA DATUMUN DUYARLILIĞA ETKİSİ EFFECT OF GEODETIC DATUM ON SENSITIVITY OF DEFORMATION NETWORKS

Ders #9. Otomatik Kontrol. Kararlılık (Stability) Prof.Dr.Galip Cansever. 26 February 2007 Otomatik Kontrol. Prof.Dr.

ÇELİK TEL HALAT DEMETİNİN MODELLENMESİ VE SONLU ELEMANLARLA ANALİZİ

EGE ÜNİVERSİTESİ-MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ-MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1 MK371 ISI TRANSFERİ (2+2) DERSİ

Temel Yasa. Kartezyen koordinatlar (düz duvar) Silindirik koordinatlar (silindirik duvar) Küresel koordinatlar

DİELEKTRİK ÖZELLİKLER

Sıvı Sıkışabilirliği ve Sıvı Ortamı Dalga Yayılma Sınır Şartlarının Baraj Deprem Davranışına Etkisinin Euler Yaklaşımıyla İncelenmesi

3. DİNAMİK. bağıntısı ile hesaplanır. Birimi m/s ile ifade edilir.

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 1

Afyon Kocatepe Üniversitesi 7 (2) Afyon Kocatepe University FEN BİLİMLERİ DERGİSİ

BİR ISIL SİSTEMİN MODELLENMESİ VE SIEMENS SIMATIC S7 200 PLC İLE KONTROLÜ

ESM 406 Elektrik Enerji Sistemlerinin Kontrolü 4. TRANSFER FONKSİYONU VE BLOK DİYAGRAM İNDİRGEME

Genetik Algoritma ile Kuru bir Trafonun Maliyet Optimizasyonu

DEPREME MARUZ YAPININ ÖTELENMESİNİN BASİT HESABI: KAPALI ÇÖZÜM

Genetik Algoritma ile Kuru bir Trafonun Maliyet Optimizasyonu

SERTİFİKA NUMARASI ATLT771414

12.7 Örnekler PROBLEMLER

ENM 557 ÇOK ÖLÇÜTLÜ KARAR VERME

GÜVENİLİR OLMAYAN SİSTEMLER İÇİN ARALIK ÇİZELGELEMESİ PROBLEMİ

Kontrol Sistemleri. Kontrolcüler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç GÖREN

Şekil 1. R dirençli basit bir devre

DÖRT NOKTA TEKNİĞİ İLE ELEKTRİKSEL İLETKENLİK ÖLÇÜMÜ DENEYİ FÖYÜ

V R. Devre 1 i normal pozisyonuna getirin. Şalter (yukarı) N konumuna alınmış olmalıdır. Böylece devrede herhangi bir hata bulunmayacaktır.

Elektrik Akımı, Direnç ve Ohm Yasası

DĠKDÖRTGEN BETONARME DEPOLARIN TASARIMI. YÜKSEK LĠSANS TEZĠ ĠnĢ. Müh. Mecit AÇIKGÖZ. Anabilim Dalı : ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ

Bir Uçağın Yatış Kontrol Sistem Tasarımında Klasik ve Bulanık Denetleyici Etkileri

Osiloskop ve AC Akım Gerilim Ölçümü Deney 3

MV 1438 KABLO HAT MODELİ KARAKTERİSTİKLERİ VE MV 1420 İLETİM HATTI ÜZERİNDEKİ GERİLİM DÜŞÜMÜ

Süperpozisyon/Thevenin-Norton Deney 5-6

ĠLETĠM HATTINA ĠLĠġKĠN KARAKTERĠSTĠK DEĞERLERĠN ELDE EDĠLMESĠ

LPG DEPOLAMA TANKLARININ GAZ VERME KAPASİTELERİNİN İNCELENMESİ

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI-GERİLİM VE AKIM ÖLÇÜMLERİ

DEVRE ANALİZİ LABORATUARI. DENEY 3 ve 4 SERİ, PARALEL VE KARIŞIK BAĞLI DİRENÇ DEVRELERİ

( ) BSIM MOSFET Model Parametrelerinin Ölçüm Yoluyla Belirlenmesine Yönelik Algoritmalar. Şuayb YENER 1 Hakan KUNTMAN 2. Özetçe. 2 BSIM MOSFET Modeli

3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI

OHM KANUNU DENEY 1 OHM KANUNU 1.1. DENEYİN AMACI

ELEKTRİK AKIMI Elektrik Akım Şiddeti Bir İletkenin Direnci

Ankara ve Kastamonu yöneticilerinin Mesleki Eğilime Göre Yönlendirme ve Kariyer. Rehberliği Projesinin Değerlendirme Sonuçları

Güç, enerji ve kuvvet kavramları, birimler, akım, gerilim, direnç, lineerlik nonlineerlik kavramları. Arş.Gör. Arda Güney

TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EEM201 DEVRE ANALİZİ I LABORATUARI. Deney 2. Süperpozisyon, Thevenin,

Haberleşme Gecikmeli Hibrid Enerji Üretim Sisteminin Kararlılık Analizi

Çevrimsel yüklemeye maruz tabakalı kompozitlerin maksimum yorulma ömrü için optimum tasarımı

İletken Düzlemler Üstüne Yerleştirilmiş Antenler

ZEMİN EPS (GEOFOAM) TEMAS YÜZEYİNİN SONLU ELEMANLARLA MODELLENMESİ

ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI

Yüksek Gerilim Şalt Sahası Topraklama Ağının Elektriksel Bazda Projelendirilmesi. The Electrical Project of High Voltage Switchyard Grounding Net

Bir devrede dolaşan elektrik miktarı gibi elektriksel ifadelerin büyüklüğünü bize görsel olarak veren bazı aletler kullanırız.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Sprott_94_A Kaotik Sisteminin Senkronizasyonu ve Bilgi Gizlemede Kullanılması

BÖLÜM -III- TİP ÖLÇÜM ve MUAYENE RAPORLARI

ÇELİK YAPILARDA ELASTİK VE PLASTİK YÖNTEM ÇÖZÜMLERİ VE BİRLEŞİMLER

SĐGORTA ŞĐRKETLERĐNĐN SATIŞ PERFORMANSLARININ VERĐ ZARFLAMA ANALĐZĐ YÖNTEMĐYLE BELĐRLENMESĐ ÖZET

ELEKTRİKLE ÇALIŞMALARDA GÜVENLİK. Elektrik tesislerinde güvenlik - 1

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-3 Doğru Akım Devreleri Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

AKÜ FEBİD 12 (2012) (1-5) AKU J. Sci. 12 (2012) (1-5)

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye

Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Yumuşak Polietilen Bir Silindirik Borunun Gerilme Analizi

ÇOKLU ALT SİSTEMLERİN SADELEŞTİRİLMESİ

Fiz102L TOBB ETÜ. Deney 2. OHM Kanunu, dirençlerin paralel ve seri bağlanması. P r o f. D r. S a l e h S U L T A N S O Y

AĞAÇTA ARTIM VE BÜYÜME

TT SİSTEMLERİN TN SİSTEMLERE DÖNÜŞTÜRÜLMESİ

YERALTI ENERJİ KABLOLARINDA MEYDANA GELEN ARIZALARDA, ARIZA MESAFESİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI (YSA) KULLANILARAK BELİRLENMESİ

5. MODEL DENEYLERİ İLE GEMİ DİRENCİNİ BELİRLEME YÖNTEMLERİ

BUHARLAŞTIRMALI SOĞUTUCULARDA SERPANTİN İLE SU PÜSKÜRTÜCÜLERİ ARASINDAKİ BÖLGEDE ISI VE KÜTLE TRANSFERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Ayşe Aytaç, Berrin Yılma, Veli Deni GİRİŞ Kord Beleri, havalı latiklerde detek amacıyla kullanılan temel tektil malemelerdir. Kord bei, birbirine para

TOPRAKLAMA RAPORU. 7 (Ekler Hariç) BARIŞ EREN 23605

Temel Kavramlar. Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz?

Traktör Şanzıman Tasarım Parametrelerinin Belirlenmesi

6. DİRENÇ ÖLÇME YÖNTEMLERİ VE WHEATSTONE KÖPRÜSÜ

9. ÜNİTE OHM KANUNU KONULAR

Doğru Akım Devreleri

Kök Yer Eğrileri. Doç.Dr. Haluk Görgün. Kontrol Sistemleri Tasarımı. Doç.Dr. Haluk Görgün

Temel Elektronik Basic Electronic Düğüm Gerilimleri Yöntemi (Node-Voltage Method)

YAĞLAMA VE KAYMALI YATAKLAR

Programı : Savunma Teknolojileri

Değişken Doğru Akım Zaman göre yönü değişmeyen ancak değeri değişen akımlara değişken doğru akım denir.

ÇĐFT SARKAÇ SĐSTEMĐNĐN KAYAN KĐPLĐ KONTROLÜ

Dinamik dersinde eğik düzlem üzerinde bir cismi hareket ettirmek için gerekli kuvveti aşağıda belirtildiği gibi hesaplamıştık;

Elektrik Müh. Temelleri

BİRLİKTE ÇÖZELİM. Bilgiler I II III. Voltmetre ile ölçülür. Devredeki yük akışıdır. Ampermetre ile ölçülür. Devredeki güç kaynağıdır.

DENEY 3: SERİ VE PARALEL DİRENÇLİ DEVRELER

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Seri ve Paralel RLC Devreleri

Elektrik Devre Temelleri

Frekans Analiz Yöntemleri I Bode Eğrileri

BASİT EĞİLME ETKİSİNDEKİ ELEMANLARIN TAŞIMA GÜCÜ

DENEY FÖYÜ 1: Direnç Ölçme ve Devre Kurulma

DENEY 0: TEMEL BİLGİLER

DC Akım/Gerilim Ölçümü ve Ohm Yasası Deney 2

Transkript:

TOPRAKLAMA AĞLARININ ÜÇ BOYUTLU TASARIMI Fikri Barış UZUNLAR bari.uzunlar@tr.chneider-electric.com Özcan KALENDERLİ ozcan@elk.itu.edu.tr İtanbul Teknik Üniveritei, Elektrik-Elektronik Fakültei Elektrik Mühendiliği Bölümü, İtanbul ÖZET Bu çalışma, IEEE Std 80-000, IEEE Std 81-1983 ve IEEE Std 837-00 tandartlarına uyumlu topraklama itemlerinin taarımı ve analizi için bir bilgiayar modeli ve gelişmiş metodoloji unmaktadır. Metodoloji ve bilgiayar programı gerçek item ölçümleri ile doğrulanmıştır. Bilgiayar algoritmaının doğruluğu topraklama modelinin ve fizikel düzenin gerçek aha koşullarına ne kadar iyi yanıtıldığına bağlıdır. İzin verilen gerilim ınırları ve en yükek tahmini gerilim değerleri tandartta verilen deneyel formül kullanılarak heaplanmıştır. Adım, dokunma, ağ gerilimleri ve yükek gerilimli akım taşıyan bölgeler tandartta verilen taviyelere göre heaplanmış ve aralarındaki farklılıklar incelenip açıklanmıştır. Mühendilik uygulamaları için yararlı bazı pratik taarım ölçütlerinin tanıtılmaı olanağının gerçekleştirilmei amacıyla benzetimler yapılmıştır. Kolay kullanım ütünlüğü ve yerleşik tehlikeli nokta değerlendirme olanağıyla her şekildeki mevcut ağların güçlendirilmei ve yeni ağların taarımının en uygun hale getirilmeinde mühendilere yardım etmek için tei topraklama ağ taarım ve analiz modülü özellikle taarlanmıştır. Anahtar özcükler: Topraklama ağı, Dokunma Gerilimi, Adım Gerilimi, Ağ Gerilimi. 1. GİRİŞ Topraklama ağları, toprak içine gömülmüş, toprak yüzeyine paralel olarak yerleştirilmiş, ağ oluşturacak şekilde birbirine birleştirilmiş iletkenlerden oluşan, geniş bir alanı kaplayan bir topraklayıcı türüdür. Enerji itemlerinde, tranformatör merkezlerinde ve potaniyel farklarının küçük olmaı itenen geniş yapılarda ve yerlerde, topraklama direncini, adım ve tema gerilimini küçük tutmak ve düzgün potaniyel dağılımı ağlamak amacı ile kullanılırlar. Topraklama ağlarının bu amaçlara uygun ve ekonomik taarımı ve analizi, bir mühendilik problemi oluşturmaktadır. Topraklama ağlarının taarım heapları, genellikle deneyime, görgüye dayalı (ampirik) formüller kullanılarak yapılmaktadır. Bu heaplar, üç boyutlu incelemede, toprak ve topraklayıcı koşullarını tanımlamada ve gerçeğe uygun çözümler elde etmede yeteriz kalmakta, zor ve zaman alıcı olmaktadır. Bir topraklama ağının taarımında ağ boyutları ve biçimi, göz ayıı, gömülme derinliği, toprağın özellikleri gibi birçok parametrenin değerlendirilmei gerekmektedir. Bunu gerçek bir topraklama ağı üzerinde deney yaparak gerçekleştirmek hem zor hem de zaman alıcı ve pahalı bir yoldur. Bunun kolay, kıa ve ekonomik yolu, örneğin, ölçekli küçük modeller üzerinde deney yapmak veya ayıal yöntemlerle bilgiayarda gerçeğe uygun modeller üzerinde heap yapmaktır. Bu nedenle on yıllarda topraklama ağlarının taarım ve analizinin bilgiayarla yapılmaı gözdedir. Bunun için de topraklama itemlerinin taarımında gerçeğe uygun, daha doğru onuçlar veren bilgiayar algoritmalarına gerek duyulmaktadır. Bu amaçla yöntem ve yazılım geliştirme çalışmaları yapılmakta, paket programlar üretilmektedir. Bu çalışmada da, ilkei onlu elemanlar yöntemine dayanan bir topraklama ağı taarım programı yardımıyla yapılan üç boyutlu ağ taarımı, açıklamalı ve uygulamalı olarak unulmuştur.. AMAÇ VE HEDEFLER Bu çalışmadaki temel amaçlar: - Topraklama itemi taarımcılarının en verimli taarıma odaklanabilmeleri için gerekli ilkeleri içeren uygun bir referan ağlamak, - Dokunma ve adım gerilimlerini izin verilen güvenlik ınırları içeriinde tutmak ve topraklama direncini küçültmek, - IEEE Std 80-000 [1], IEEE Std 81-1983 [] ve IEEE Std 837-00 [3] tandartlarına uygun bir topraklama teii taarlamak, - Arıza durumlarında elektrik şokuna maruz kalma olaılığı bulunan peronelin güvenliğini ağlamak, - Topraklama iteminde kullanılmaı gereken ağ iletkenlerinin özelliklerini belirlemek, - Tei alanı, topraklama kazıklarının ayıı, ağ iletkeninin keiti ve iletkenin gömülme derinliği gibi etkenlerin teiin topraklama direncinin heaplanmaında etkiini gözlemlemek, - Toprak gerilim yükelmeini (GPR) heaplamak, - İzin verilen en yükek dokunma ve adım gerilimlerini heaplamak, 307

- Herhangi bir yön boyuncaki yüzey gerilim dağılımını toprak gerilimi yükelmeinin bir oranı olarak görüntülemek, - Tüm taarım ayrıntılarını içeren bir rapor unmaktır. 3. TOPRAKLAMA AĞI TASARIM YAZILIMI Topraklama itemlerinin modellenmeinde kullanılan bilgiayar algoritmalarında aşağıdaki özellikler aranır: - Topraklama iletkeni ve topraklama kazıklarının ayrı birer eleman olarak modellenebilmei, - Her ayrı elemanın bir denklem kümei olarak tanımlanabilmei, - Toprağa akan toprak arıza akımının heaplanmaı, - İtenen herhangi bir noktada, yüzey potaniyelinin heaplanmaı itenir. Topraklama taarımının gerçekleştirilmeinde ilk olarak proje ve çalışma tanımlanmalıdır. İkinci olarak, kullanılacak toprak modeli kararlaştırılmalıdır. Bu aşamada IEEE Std 80-000 de tanımlanmış, belirli bir yüzey ve durum için izin verilen en yükek adım ve dokunma gerilimini içeren güvenlik değerlendirmei heabı yapılır. Üçüncü aşamada ie, bir elektrik teiinde meydana gelebilecek en kötü arıza parametreleri heaba katılarak iletkenlerin ve kazık gibi elektrotların boyutları kararlaştırılmaktadır. Bir onraki aşamada, elektrik teiinin koordinatları, iletkenin gömülme derinliği ve fizikel boyutları gibi ahanın geometrik boyut ve biçim bilgileri girilmektedir. Son olarak, tei taarımının itenilen güvenlik ölçütlerini karşılayıp karşılamadığı doğrulanmaktadır. Potaniyel dağılımı çizimi, dokunma ve adım gerilimlerinin aşılmadığını doğrulamak üzere oluşturulmalıdır. Güvenlik ölçütleri ağlanmadığında, ağ taarımının yeniden gözden geçirilmei gerekir. Kabul edilebilir onuçlar elde edilene kadar yöntem üçüncü aşamadan tekrarlanır. Bu çalışmada kullanılan yazılım aşağıdaki üç ana modülden oluşmaktadır: Şekil 1. Toprak analiz modülü 1) Toprak modeli (bir tabakalı veya çok tabakalı), ) Üt tabaka kalınlığı (m), 3) Üt tabaka özdirenci (ohm.m), 4) Alt tabaka kalınlığı (m), 5) Alt tabaka özdirenci (ohm.m), 6) Arıza ürei (), 7) Vücut ağırlığı (kg). B. Topraklama Ağı Analiz Modülü Sahanın elektrikel karakteritiklerinin ve kullanılacak ağ iletkenlerinin özelliklerinin bulunduğu modüldür (Şekil ). Bu modülden aşağıdaki bilgiler girilir: 1) Tei işletme gerilimi (V), ) Toprak arıza akımı (A), 3) Topraklama kazık ve iletkenin adet ve uzunlukları, 4) Toprak gerilim yükelmei (GPR) (V), 5) Heaplanan toprak direnci (ohm), 6) Eşdeğer empedan (ohm). A. Toprak Analiz Modülü Bu modülde benzetimi yapılacak ahanın topraklama taarımı için gerekli, aşağıdaki parametreler yer almaktadır (Şekil 1): Şekil. Topraklama ağı analiz modülü C. Üç Boyutlu Potaniyel Dağılımı Modülü Bu modülde de, onlu elemanlar yöntemiyle benzetim onucu bulunan potaniyel dağılımı üç boyutlu olarak gözlenebilmektedir (Şekil 3). 308

Eğer a >> b ie (1) bağıntıından () a ( V / I) yazılır. İzin verilen en yükek dokunma ve adım gerilimleri IEEE Std 80-000 tandardına uygun olarak heaplanır. Heaplamanın amacı, yükek dirençli yüzey katmanı kullanılıp böylece izin verilen dokunma gerilimini de yükek tutmaktır. Heaplarda kullanılan yüzey tabakaının azaltma katayıı (C ) aşağıdaki formül ile heaplanır: Şekil 3. Üç boyutlu potaniyel dağılımı modülü 4. TOPRAKLAMA AĞI TASARIM YÖNTEMİ Pratikteki toprak modellerine ulaşabilmek için yıllardır birçok grafikel ve analitik yaklaşımlar önerilmiştir [4-8, 10]. Değişik toprak özdirençli katmanlardan oluşan çok tabakalı toprakların daha yaygın olmaından dolayı, topraklama direnci ölçüm teknikleri çok katmanlı toprak modeline göre kullanılmaktadır. Tei topraklamaının pratik yaklaşımında yıllardır, onuz derinlik ve farklı dirençte alt katman ile onlu derinlikte üt katmandan oluşan iki tabakalı model kullanılmıştır. Yazılım [9] her kazık çiftinin araındaki meafenin (a) eşit olduğu Wenner dört kazıklı toprak özdirenci ölçüm tekniğini deteklemektedir (Şekil 4). Bu yönteme göre, dıştaki elektrotlardan, değeri ampermetre ile ölçülen I akımı uygulanırken, içteki elektrotlar araında, uygulanan akımın toprağın direncinde yarattığı V gerilimi voltmetreyle ölçülür ve direnci bulmak için ohm yaaı uygulanır (R = V / I). Şekil 4. Wenner dört kazık yöntemi Ölçülen V ve I değerlerine, topraklama kazığının boyuna (b) ve kazıklar araı uzaklığa (a) göre toprak özdirenci ( ) aşağıdaki bağıntıyla bulunur: (1) 1 a a 4 a ( V / I) 4b a a b C 1 0,09 (1 / ) h 0,09 (3) Vücut ağırlığının 50 kg olmaı durumunda, ıraıyla, dokunma ve adım gerilimleri: Edokunma 50 (1000 1,5 C ) 0,116 / t (4) Eadım 50 (1000 6, 0 C ) 0,116/ t (5) Vücut ağırlığının 70 kg olmaı durumundaki dokunma ve adım gerilimleri: Edokunma 70 (1000 1,5 C ) 0,157 / t (6) Eadım70 (1000 6, 0 C ) 0,157 / t (7) Yukarıdaki bağıntılarda kullanılan parametrelerden: t aniye olarak şok üreini, ohm-metre olarak toprağın yüzey kımındaki malzemenin özdirencini, C yükek dirençli yüzey malzemei kullanımına ve yanıma faktörü (K) ile üt katmanın kalınlığına (h) bağlı azaltma katayıını, h yükek dirençli yüzey malzemeinin kalınlığını, yükek dirençli yüzey malzemeinin altındaki toprağın özdirencini ifade etmektedir. 5. BENZETİMLER Bu çalışmada elde edilen onuçların doğrulanmaı adına IEEE Std 80-000 tandardının Ek B kımında verilmiş olan örnekler referan alınmış ve karşılaştırmalı tablolar ile ilgili grafikler kullanılmıştır. Taarım bilgileri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1: Ağ taarımında kullanılan taarım bilgileri Değer 309

Vücut ağırlığı 70 kg Çakıl taşının özdirenci 500 Ω.m Çakıl taşı tabakaının kalınlığı 0,10 m Arıza açma ürei 0,50 Toprak özdirenci 400 Ω.m En yükek arıza akımı I G, 6814 A, 16, X/R oranı Arıza akımı I G 3180 A Ayrılma katayıı S f 0,6 İletkenin malzemei Sert çekilmiş bakır Ortam ıcaklığı 40 C Ağ iletkeninin çapı 0,01 m Ağın gömülme derinliği 0,5 m D. Topraklama kazıkları olmayan kare ağ Şekil 5 te topraklama kazıkları olmayan, 70 m x 70 m boyutlarında, 9 x 9 gözden oluşan kare bir ağın üç boyutlu çizimi görülmektedir. Tablo de hem IEEE Std 80-000 ile hem de bu çalışmada kullanılan yazılım ile elde edilen onuçlar karşılaştırma amacıyla bir arada verilmiştir. Şekil 6. Topraklama kazıkları olmayan kare ağ için en yükek ve gerçek dokunma gerilimleri E. Topraklama kazıklı dikdörtgen ağ Şekil 7 de topraklama kazıklı, 63 m x 84 m boyutlarında, 9 x 1 gözden oluşan dikdörtgen bir ağın üç boyutlu çizimi görülmektedir. Şekil 7 deki ağ için her iki yöntemle de elde edilen onuçlar Tablo 3 te verilmiştir. Şekil 5. Topraklama kazıkları olmayan kare ağ Tablo : Topraklama kazıkları olmayan kare ağ için karşılaştırmalı onuçlar tablou IEEE Std Yazılım 80-000 İzin verilen en yükek 838,0 840,55 dokunma gerilimi (V) İzin verilen en yükek adım 686 696,10 gerilimi (V) Azaltma katayıı C S 0,740 0,740 R G ( ),780,675 GPR (V) 5304,00 5105,61 Kazıkız, kare ağ için elde edilen Şekil 6 daki potaniyel dağılımından, topraklama iteminin köşelerinde dokunma geriliminin makimum değerinin aşıldığını gözlemlemek mümkündür. Şekil 7. Topraklama kazıklı dikdörtgen ağ Tablo 3: Topraklama kazıklı dikdörtgen ağ için karşılaştırmalı onuçlar tablou IEEE Std Yazılım 80-000 İzin verilen en yükek 838,0 840,55 dokunma gerilimi (V) İzin verilen en yükek 686 696,10 adım gerilimi (V) Azaltma katayıı C S 0,740 0,740 R G ( ),60,78 GPR (V) 4998,96 4348,00 Şekil 7 deki ağ için, kullanılan yazılım ile elde edilen potaniyel dağılımı, Şekil 8 de göterilmiştir. Yine köşelerde potaniyel artışı gözlemlenmektedir. 310

Tablo 5: Eşit aralıklarla yerleştirilmiş topraklama kazıklı ve iki tabakalı ağ için karşılaştırma tablou IEEE Std Yazılım 80-000 İzin verilen en yükek 838,0 840,55 dokunma gerilimi (V) İzin verilen en yükek 686 696,10 adım gerilimi (V) Azaltma katayıı C S 0,740 0,740 R G ( ),740,330 GPR (V) 456,49 57,9 Şekil 8. Topraklama kazıklı dikdörtgen ağ için en yükek ve gerçek dokunma gerilimleri F. Eşit aralıklarla yerleştirilmiş topraklama kazıklı ve iki tabakalı ağ Pratikte birçok uygulamada kullanılan iki tabakalı topraklama itemlerinin benzetimlerini örneklemek amacıyla, IEEE Std 80 tandardının B.5 örneğinde, Tablo 4 deki bilgilerle, Şekil 9 da göterilen 60,96 m x 60,96 m boyutlarında, 4 x 4 gözlü benzetim yapılmaktadır. Şekil 9 daki ağ için her iki yöntemle de elde edilen onuçlar Tablo 5 te verilmiştir. Tablo 4: İki tabakalı ağ taarımında kullanılan bilgiler Vücut ağırlığı Çakıl taşının özdirenci Çakıl tabakaının kalınlığı Üt tabakanın özdirenci Üt tabakanın kalınlığı Alt tabakanın özdirenci Ağ iletkeninin çapı Ağın gömülme derinliği Kazıkların uzunluğu Kazık çapı Arıza açma ürei Toprak özdirenci Arıza akımı I G Değer 70 kg 500 Ω.m 0,1 m 300 Ω.m 4,57 m 100 Ω.m 0,01 m 0,5 m 9,144 m 0,017 m 0,50 400 Ω.m 1908 A Bu durumdan da gözlenebileceği üzere, topraklama direnci düşük olarak elde edildikçe onuçlar araındaki fark neredeye önemizdir. Şekil 9 daki ağ için, kullanılan yazılım ile elde edilen potaniyel dağılımı, Şekil 10 daki gibi gözlemlenmektedir. 6. SONUÇ Bilgiayar benzetimine dayalı analiz teknikleri henüz pahalı olmakla birlikte bunların kullanımının ucuz ve güvenli topraklama şebekei düzenlenmeine yol açacağı açıktır. Yapılan parametrik analizlerin çok tabakalı toprak koşullarını da içerecek biçimde yenilenmei gerekmektedir. Topraklama şebekeini düzenleyen tandartlar araında uyumlulaştırmaya ihtiyaç vardır. Şekil 10. Topraklama kazıklı dikdörtgen ağ için en yükek ve gerçek dokunma gerilimleri KAYNAKLAR Şekil 9. Eşit aralıklarla yerleştirilmiş topraklama kazıklı ve iki tabakalı ağ [1] IEEE Std. 80-000, IEEE Guide for Safety in AC Subtation Grounding, IEEE Standard Board, New York, USA, 000. [] IEEE Std. 81-1983, IEEE Guide for Meauring Earth Reitivity, Ground Impedance and Earth Surface Potential of a Ground Sytem, IEEE Standard Board, New York, USA, 1983. [3] IEEE Std. 837, IEEE Standard for Qualifying Permanent Connection Ued in Subtation 311

Grounding, IEEE Standard Board, New York, USA, 00. [4] C. H. Lee, A. P. S. Meliopoulo, "Comparion of touch and tep voltage between IEEE Std. 80 and IEC 479-1", IEE Proceeding on Generation, Tranmiion and Ditribution, Vol. 146, No. 6, pp. 593 601, 1999. [5] H. Zhao, H. Griffith, A. Haddad, A. Ainley, "Safety-limit curve for earthing ytem deign: appraial of tandard recommendation", IEE Proceeding on Generation, Tranmiion and Ditribution, Vol. 15, No. 6, pp. 871 879, 005. [6] M. H. Hocaoğlu, A. T. Hocaoğlu, "Yükek gerilim teileri topraklama tandartlarının karşılaştırılmaı", Elektrik, Elektronik, Bilgiayar Mühendiliği 8. Ulual Kongrei, Gaziantep,. 395-398, 1999. [7] L. M. Coa, "Comparative tudy between IEEE Std. 80-000 and finite element method application for grounding ytem analyi", Tranmiion & Ditribution Conference and Expoition, Latin America, pp. 1-5, 006. [8] J. Ma, F. P. Dawalibi, R. D. Southey, "Effect of the change in IEEE Std. 80 on the deign and analyi of power ytem grounding", PowerCon International Conference, Vol., 974-979, 00. [9] CYMGRD, Uer Guide and Reference Manual, Canada, 006. [10] S. Meliopoulo, Power Sytem Grounding and Tranient, Marcel Dekker, New York, 1998. 31