ELEKTRİK MESLEĞİ KONULARI 1. Elektrik mesleğinde Norm ve Yönetmelikler Dünyada Norm Kuruluşları. Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları IEC 60909-0 3. Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri IEC 60 364-4-41 4. Kablo ve İletkenlerin Aşırı Akımlara Karşı Korunması IEC 364-4-43 5. Elektrik Tesislerinde Gerilim Düşümü Hesabı IEC 60 364-5-5 6. Elektrik Tesislerinde Selektif Açma ve Koruma IEC 60 364-5-53: Elektrik Tesislerinde Cihazların Seçimi, Koruması ve Ayırması IEC, EN TSE BS, VDE NEC-IEEE 7. AG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar IEC 60 364-5-54: Topraklama tesisleri, Koruma ve Potansiyel Dengeleme iletkenleri 8. İlk Denetleme ve Deneyler IEC 60 364-6 9.YG elektrik Tesislerinde Topraklama EN 505, IEEE Std. 80 Binalarda Elektrik Tesisleri IEC 60 364 10. YKS tesisleri IEC 6305-3 11. AG ve YG de Koruma 3 4
IEC 60 364: Binalarda Elektrik Tesisleri IEC 60364-1: Amaç, Kapsam, Dayanak ve Uygulama, Tanımlar Bölüm : Kısım : Tanımlar Bölüm 3: 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 7: Özel tesisatlar veya yerler için özel kurallar Bölüm 3: Kısım 30 Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi 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 701: Banyo ve duş yerleri Kısım 7........ Kısım 710: Tıbbî yerler Kısım 7........ 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 Kısım 56: Güvenlik amaçlı kurulan elektrik tesisleri Kısım 718: Kalabalık topluluk-ların bulunduğu binalar, Kısım 7........ Bölüm 6: İlk 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 7: Uçan yapılar, gösteri amaçlı araba ve karavanlar Kısım 7........ IEC 60 364 Bölüm 7 - Özel tesisatlar veya yerler için özel kurallar; IEC 60 364 Bölüm 7- Kısım 701 Küvet veya duşlu hacimler IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 70 Kapalı ve açık alandaki yüzme havuzları IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 703 Elektrikli Sauna ısıtıcılı hacimler IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 704 inşaat şantiyeleri IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 705 Tarım ve bahçe yapıları IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 706 Sınırlı hareket imkanı veren geçirgen ortamlar IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 710 Hastanelerde elektrik tesisatları IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 718 İnsan kalabalıklarının olduğu elektrik tesisatları IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 70 Yangın tehlikesi olan işletmeler IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 71 Karavanlar, Tekneler, Yatlar ve bunların Kamp Yerleri veya Yat Limanlarındaki enerji IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 7 Uçan Yapılar, Gösteri amaçlı araba ve Karavanlar IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 73 Deney düzenekli derslikler IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 74 Mobilya ve benzeri tefrişattaki elektrik tesisatı; örneğin, perde rayları, dekoratif kaplamalar IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 75 Yardımcı devreler IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 76 Kaldırma araçları IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 78 Yedek güç kaynakları IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 79 Şalt tesisleri ve dağıtıcıların montajı ve çalıştırılması IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 730 Boş duvarlarda veya yanıcı malzeme ile yapılmış binalarda iletkenlerin döşenmesi IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 731 Elektrik işletmeleri ve kapalı elektrik işletmeleri IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 73 Dağıtım şebekesinde yapı bağlantı kutusu IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 736 Yüksek Gerilim şalt sahasındaki alçak gerilim akım devreleri IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 737 Nemli ve ıslak hacimler; açıkhava tesisleri IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 738 Fıskiyeler IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 739 TN ve TT şebekelerde I n 30mA ile evlerde doğrudan dokunmaya karşı ek koruma IEC 60 364 Bölüm 1 - Kısım 10 Amaç, Kapsam, Dayanak ve Uygulama IEC 60 364 Bölüm - Kısım 00 Genel - Kısım 30 Elektrik tesislerinin planlanmasında genel hususlar IEC 60 364 Bölüm 4 - Koruma Önlemleri; Kısım 41 Tehlikeli vücut akımlarına karşı korunma IEC 60 364 Bölüm 4 - Kısım 4 Isıl tesirlere karşı korunma IEC 60 364 Bölüm 4 - Kısım 43 Kablo ve iletkenlerin aşrı akımlara karşı korunması IEC 60 364 Bölüm 4 - Kısım 44 Aşırı gerilime karşı korunma IEC 60 364 Bölüm 4 - Kısım 45 Düşük gerilime karşı korunma IEC 60 364 Bölüm 4 - Kısım 46 Kesme ve yol verme ile koruma IEC 60 364 Bölüm 4 - Kısım 48 Korunma önlemlerinin seçilmesi IEC 60 364 Bölüm 5 - Elektrik işletme malzemesinin seçimi ve tesisi IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 51 genel IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 5 kablolar, iletkenler ve baralar IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 53 Ayırma, anahtarlama ve koruma IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 54 topraklama, koruma iletkeni, potansiyel dengeleme IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 55 Diğer elektrik cihazları IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 59 Aydınlatma aygıtları ve tesisleri IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 60 Güvenlik amaçlı elektrik tesisleri IEC 60 364 Bölüm 6 - Deneyler; Kısım 600 İlk denetleme ve kontrollar IEC ve EN Normları, Türkiye de Yönetmelikler Standartlar can ve mal güvenliği için en asgari kurallardır. Uygulanmaları zorunludur. EİTY nin uygulanması sakıncalıdır. 1896 1958 006 Ankara Mart 001 5 6
Bilgisayar Programları 1. Simaris Design (Siemens). Doc Win (ABB) 3. ECODIAL (Schneider) 4. NEPLAN (ABB) 5. DigSilent (Fichter) 6. Sincal (Siemens) 7. ETAP Trafonun yıldız noktası N İşletme topraklaması PEN iletkeni Topraklama iletkeni R B Tanımlar R A Koruma topraklaması Potansiyel dengeleme iletkeni Akım taşıyıcı iletkenler Koruma iletkeni Nötr iletkeni Dikkat: Koruma iletkeni Topraklama iletkeni değildir! Otomatik sigorta Sıfırlama Faz iletkeni değildir! MCB RCD MCCB AFDD RST abc Mp Genel tanımlar, Topraklama tanımları, Hata akımı tanımları, Şebeke tanımları YG ELEKTRİK TESİSLERİNDE TOPRAKLAMALAR Tanımlar I B PEN I n İletken hatası L 1 -N/ L -N/ L 3 -N 1-faz Kısa devre akımları L 1 -L 3 L -L 3 -faz L 1 -L L 1 -L -L 3 L1 L L3 N PE 3-faz Toprak kısa devresi? EN 505 Gövde hatası U T U F Toprak hatası? IEC 60364-0 R B Toprak R A 7 8
Kısa devre akımlarının önemi " I k 3 " I k1min Üç kutuplu kısa devre akımı panolarda dinamik zorlamaları kontrol etmek için hesaplanır. " I cn > I k 3 Tek kutuplu kısa devre akımı son devrede otomatik açmanın istenilen zamanda gerçekleşmesinin kontrolü için hesaplanır. I > " k1min I a AG Elektrik Sistemlerinde Kodlama AG de Topraklama Yöntemleri TN - Sistem TT - Sistem TN-C-Sistem TN-C-S-Sistem TN-S-Sistem IT - Sistem Akım Kaynağı T I 1. Harf L1 L L3 N İşletme Cihazı N T. Harf C S PE AG Dağıtım şebekelerinin topraklama tipine göre sınıflandırılması: AG Elektrik Sistemlerinde yıldız noktası ve gövdeye bağımlı koruma çeşitleri AG tesislerinde topraklama için: 1. Güç sisteminin (örneğin enerji kaynağı veya transformatörün) yıldız noktasının toprağa nasıl bağlandığı ve ETTY Üçüncü Bölüm Sayfa 153. Tesisatın açıktaki iletken bölümlerinin (örneğin elektrik cihazları) toprağa nasıl bağlandığı önemlidir. TN IT YBK R B İzolasyon göstergesi APDB Gövde hatası TT 9 10
Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları IEC 60909-0 Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri IEC 60364 Bölüm 4 - Kısım 41 Elektrik Çarpmasına Karşı Koruma ETTY Üçüncü Bölüm Sayfa 153 Kısa devre akımının tesiste etkileri I k: Başlangıç kısa devre akımı I p: Tepe noktası I k: Süregen kısa devre akımı F I cn > I" k3 A.A etkilerinin akım-zaman bölgeleri (50 yıllık bir bilimsel araştırma) RCD 10mA RCD 30mA i p I" k I th 10 4 ms 5000 000 AC-4-1 AC-4- AC-4-3 50V I = = 50mA 1000Ω I " k1min ip = κ " Ik 3R / κ = 1,0 + 0,98 e " cmax U I n k3 = 3 Zk = (R 1Q X + R 1T " " I kee = 0,85 I k3 + R 1L + R 0T c min 0L Zaman t/s " " I keekablo = 0,5 I kee 3 U + R ) + (X n 1Q I + X I cm I" I" k3 k1, I", I" k kee I " > I CE, I Rest k 1 a 1T + X 1L + X 0T + X ) 0L Akım süresi t 1000 500 00 100 50 0 10 0,1 0, 0,5 1 5 10 1 0 50 10 00 500 103 000 5000 10 4 Vücut akımı I M ma Bölüm AC-1 Genellikle bir tepki yoktur Bölüm AC- Genellikle zararlı bir fizyolojik etki yoktur Bölüm AC-3 Organik bir hasar olmaz. Geçici kalp kasılmaları, kaslarda kramp, nefes almada zorluklar görülür Bölüm AC-4 Kalbin durması, Ağır yanıklar Toplam vücut dirençleri El ayak ca. 1000Ω El el ca. 1000Ω El ayaklar ca. 750Ω Eller ayaklar ca. 500Ω El gögüs ca. 500Ω Eller gögüs ca. 50Ω Ayak - ayak ca. 1000Ω AC-4-1 5% Ventriküler fibrilasyon olasalığı AC-4-50% Ventriküler fibrilasyon olasalığı AC-4.3 > 50% Ventriküler fibrilasyon olasalığı 11 1
TT sistemin incelenmesi R T R L1 L 1 IEC 60364-0, 4-41 Dağıtım panosu N Dağıtım panolarında PE ve N klemensleri kesinlikle birleştirilmez. R 1. TT sistemde topraklama A tesisatın ana öğesidir.. Toprak hatası akımı topraklama direnci tarafından tayin edilir. SPD Direnç toprağın cinsine, nemine, sıcaklığına ve topraklama tesisinin yapısına, şekline ve R B R A L L 3 PE N R A U I L a R PE I n 40 A 30 ma APDB aşınma durumuna bağlıdır. U 0 /V t a /s I U R 0 F = RA + B ta = 1 s U T I n 6 mm SPE 5 mm Z S U I a 0 B/16 A R L 30 0, 400 0,07 KABLO VE İLETKENLERİN ARK HATALARINA KARŞI KORUNMASI (AFDD) EN 6606 -HD 60364-5-53 IEC 60364 Bölüm 4 -Kısım 4 TN sistemin incelenmesi: SPD R B PEN 6 mm APDB Potansiyel dengeleme iletkenleri R A Temel topraklama 1. TN sistemde topraklama tesisatın ana öğesi değildir.. Hata akımı çevrim empedansı tarafından tayin edilir. t a = 5 s Z L1 L L3 PE N S I > S PE U I " k1min I a 1 = S a 0 L IEC 60364-0, 4-41 Dağıtım panosu B16A I a U 0 /V t a /s 30 0,4 400 0, Elektrik tesislerindeki temel sorunları söyle sıralayabiliriz: 1. Temel (doğrudan) ve hata anında (dolaylı temasa) koruma tamamen garanti edilemedi.. Kablo ve iletkenlerin döşenmesinde yapılan hatalar var. 3. İşletme cihazlarında hatalar ortaya çıkıyor. 4. Kullanılan ekipmanlarda meydana gelen hasarlar var. 5. Aksesuarlar da bulunan (uyarı, emniyet ve isim levhaları, pankartlar, bakım günlükleri, ekipmanlar) eksiklikler veya hatalar 6. İletken tesisleri ve bağlantılarında hatalar yapılıyor. 7. Koruma iletkenlerinin yanlış tesis edilmesi ve N iletken etiketleri, devrelerin işaretleri ve elektrik donanımlarında bulunan eksikler 8. Aşırı yük ve kısa devrede koruma, cihazlarının eksik veya yanlış tesis edilmiş olması, potansiyel dengelemede eksiklikler veya hatalar 13 14
9. Prize bağlı elektrik tesisatında veya sonrasında sık sık ortaya çıkan hatalar 10. Yalıtımda meydana gelen hatalar, örneğin; Çivi, vida, sıkışma ya da klipsler tarafından meydana hatalar 11. Kabloların yarıçaplarından daha çok bükülmesi dolayısıyla meydana gelen riskler 1. UV ışınları nedeniyle, sıcaklık, nem, gazlar gibi çevresel etkilere karşı yalıtımda meydana gelen hasar ve yaşlanmalar 13. Kemirgen hayvanların zararları 14. Yetersiz ve gevşek klemensler, darbe ile hasarlanmış iletkenler Elektrik tesislerinde ortaya çıkan hatalar ve ark akımları Elektronik cihaz Bu hata ancak minyatür kesici tarafından kesilir. Örnek B koruma cihazı MCB B/16A Bu hata ancak minyatür kesici ve RCD tarafından kesilir. Bu hata sadece yangın koruma cihazı tarafından kesilir. 15 16
Yangın koruma şalterinin (cihazının) temel yapısı Kablo ve İletkenlerin Aşırı Akımlara Karşı Korunması IEC 364-4-43 (HD 384.4.43 S1) Kısım 43 PEN (PE) L1 L L3 Örnek: Bir son akım devresinin (Linye) korunması Sigorta veya MCB: Kablo ve iletkenlerin aşırı akımlara karşı korunması için RCD/30 ma: İnsanı, canı ve malzemeyi korumak için kullanılır. AC tipinin kullanılması yasaktır. AFDD: Kablo ve iletkenlerde oluşan ark hatalarını korumak için kullanılır. Aşırı akım koruma cihazı değerleri Koruma cihazının nominal akımı Koruma cihazının açma akımı I I I I I B n z 1, 45 I z " I k 3 I n I = 5... 0 a I n " I k1min Çamaşır makinası I B I z I r 1,45 I z Dağıtım panosu İletken/kablo değerleri İşletme akımı, tasarım akımı İletkenin sürekli akım taşıma kapasitesi İletkenin çizelgeden okunan sürekli akım taşıma kapasitesi k S t I Kesiti etkileyen faktörler nelerdir? ' I z 17 18
SPD ne zaman tesis edilmelidir? Nasıl ve hangi koruma uygulanmalıdır? Elektrik Tesislerinde Kablo ve iletken seçimi Gerilim Düşümü Hesabı IEC 60 364-5-5 Bölüm 5-Kısım 5 19 0
IEC 60 364 Kısım 41 e göre otomatik açma şartları ZŞebeke Z Ana iletken Z S l müsade Z Pano ( mω) Z S = R 1000 ' l30 C ZCihaz T çevre = 50 C Elektrik Tesislerinde Selektif Açma ve Koruma T Q YBK U 8% Q kwh DP l max DIN 18015 1 U 0,5% U,5% IEC 60364 5 5 U 5% IEC 60 364 Kısım 5 ve DIN 18015-1 e göre gerilim düşümü lac 1~ Ib cosϕ U = κ S U = 3 ~ Ib lac 3 cosϕ κ S IEC 60 364-5-53: Elektrik tesislerinde cihazların seçimi, tesisi, koruması ve ayırması IEC 60 364-7-710: Tıbbi yerler IEC 60 364-7-718: Kalabalık toplulukların bulunduğu binalar Türkiye de gerilim düşümü hesabı hesabı Monofaze (tek faz) 00 x N x L N x L % e = = 0,074x 56 x S x U S Trifaze (üç faz) 100 x N x L N x L % e = = 0,014x 56 x S x U S Güç N değil P dir. Gerilim düşümü u dur!!! N : güç kw S : Kesit mm L :Uzunluk m U :Gerilim V (0 V, 380 V) k : 56 Aşırı Akım Koruma Cihazları gg IEC EN 6069 MCCB IEC EN 60947 MCB AFDD IEC EN 60898 E IEC EN 61008-1 RCD (KAR) 1
Yanlış tesis YBK Çözüm önerisi E DP Yük şalteri RCD MCB AFDD Kaynak: MISEM ve Enerji Bakanlığı Yayınları Çözüm nedir? E Tipseçici CB AG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar IEC 60364-54 Topraklamalar Yönetmeliği ÜÇÜNCÜ BÖLÜM Alçak Gerilim Tesislerinde Topraklama Alçak Gerilim Tesislerinde Dolaylı Temasa Karşı Koruma Madde 8 DIN 18014 3 4
Topraklama tanımları ve çeşitleri Topraklama ve Potansiyel dengeleme YG AG 1. İşletme Topraklaması. Koruma Topraklaması 3. Koruma iletkeni L1 L L3 PE N APDB 4. Koruma potansiyel dengeleme Aşırı gerilim iletkeni koruyucuları 5. Topraklama iletkeni Bazı Avrupa ülkelerinde, USA da ve Türkiye de Topraklama direncleri değerleri Koruma Topraklaması İşletme Topraklaması Fonksiyon Topraklaması Açık topraklama Direk Topraklaması YKS Topraklaması Topraklama direncinin değeri hiç bir anlam ifade etmiyor! Sadece bir fikir edinmek açısından ölçülür! 5 6
Alman normu VDE 0100 Türkiye de yanlış tercüme edilmiş ve uygulanmıştır. Tüm bu veriler Amerikan Standartlarından alınmadır Sıfırlama şartları (TN sistem) ile koruma topraklaması (TT sistem) şartları birbirine karıştırılmıştır. Şimdi bunları inceleyelim. Türkiye de istenen topraklama dirençleri VDE 0100 9 Schutzerdung (Koruma topraklaması) VDE 0100 / 5.73 Direkler < 0 Ω İşletme topraklaması < Ω Koruma topraklaması < 00 Ω ve < 0,3 Ω Koruma topraklaması < 5 Ω Parafudr topraklaması < 0,5 Ω İndirici merkezler < 5 Ω Transformatör direkleri < 5 Ω R B 7 8
VDE 0100 10 Nullung (Sıfırlama) VDE 0100 / 5.73 TT ve TN Sistemde Potansiyel dağılımı TN-Sistem TT-Sistem TT ve TN Sistemde Potansiyel Dağılımı AG de Yıldız Noktası Topraklaması TT Sistemin TN Sisteme Çevrilmesi AG de Yapı Bağlantı Kutusu ve Pano uygulaması 9 30
Yapı bağlantı kutusunda TT ve TN sistemlerin uygulanması TN-C-Sistem TN-S-Sistem TN-S-Sistem TT-Sistem TN-C-S-Sistem Bina dışında Bina içinde RCD L1,L,L3 L1, L, L3 und der PEN FRE PE N YBK N L1 * Enerji girişi APDB L L3 PE * L1, L, L3, N, PE(N) Temel topraklama TN-S-Sistem TT-Sistem Tali pano L1,L,L3 RCD L1,L,L3 RCD L1, L, L3, N und der PE FRE PE N L1, L, L3, N FRE PE N YBK N L1 L L3 PE * * L1, L, L3, N, PE N L1 L L3 PE * * L1, L, L3, N, PE Enerji girişi APDB Ana dağıtım panosu 31 3
TT Sistem TT Sistemde hata akımı YBK APDB YBK APDB R B Yük R A R B Yük R A TT Sistem TN Sisteme çevrildi TN Sisteme çevrildiğinde hata akımı YBK APDB YBK APDB R B Yük R A R B Yük R A 33 34
TT sistemden TN sisteme geçmek için 1. Kendisine ait transformatör dağıtım şebekesinde. Ayni kesite ait 4 lü beslemelerde uygulanabilir. Temel topraklama Mesafe tutucu ADB FE Çubuk 10 mm veya Şerit 30 x 3,5 mm Topraklama filizi ρ E RE. D π L B D = 4 π Bağlantı klemensleri Çelik donatımlı temel topraklayıcıya örnek Temel topraklamaya kazık çakılması anlamsızdır!! Yeni formül: R E ρe = π.d 3 d = 1, 57 V TN-Sistem L1 L L3 1 1 1 R B 1 PEN I F I F R A I F Potansiyel dağılım I F TT-Sistem I F IF Topraklama uygulamaları 1 1 1 R B PE R A 35 36
1. Demir hasırı olmayan binada temel topraklama Fundamenterder nach DIN 18014 Yönetmelik Şekil L.5 Topraklama filizi APDB na bağlanır Yönetmelik Şekil L.6 NIRO (V4A), Malzeme Nr: 1.4571 37 38
3. Yüksek geçiş direnci olan yerlerde topraklama 1. DIN EN 006 ve DIN 1045- göre geçirimsiz beton (Tanklama). Bitüm membranlar, polimer bitüm kaplama su yalıtımı (siyah tava) 3. Darbeye dayanıklı plastik levhalar 4. Yalıtım çevrelemesi olan temeli alt ve yan duvarlarda ısı yalıtımı 5. Kötü elektrik akımı ileten toprak tabakalardan oluşan geri dönüşümlü malzemelerden yapılmış maddeler Topraklama filizi APDB na bağlanır Yönetmelik Şekil L.6 NIRO (V4A), Malzeme Nr: 1.4571 Temiz tabaka Yeni Topraklama Normu Temel plakası Hasıra bağlantı Ana potansiyel dengeleme barası Bağlantı klemensi Yer yüzeyi En yüksek su seviyesi ve basınca dayanıklı duvar girişi Potansiyel dengeleme iletkenleri bağlantılarının sürekliliğinin ölçülmesi zorunludur. Değer < 0, Ω olmalıdır. Hasır Toprak Potansiyel dengeleme iletkeni Halka topraklayıcı 39 40
Yeni topraklama normuna göre (014): Yüksek geçiş direncinin olduğu yerde korozyona dayanıklı halka topraklama tesis edilmeli, halka değeri 0 m, YKS kurulduğunda 10 m olmalıdır. Halka topraklama yapıldığında fonksiyon potansiyel dengeleme iletkeni (0 m x 0 m) temele tesis edilmeli ve her m de demirlere bağlanmalıdır. Topraklama tesisi uzman bir firma tarafından yapılmalı ve her iş fotograflanmalıdır. Fonksiyon potansiyel dengeleme iletkeninin geçiş direnci 0, Ω dan az olmalıdır. Topraklayıcı özellikleri: 1. Galvanize çelik Korrozyona karşı dayanıklı. Kimyasal olarak paslanır. Orta derecede elektrik iletken.. Paslanmaz çelik V4A CrNiMo Karışımı Korrozyona karşı çok dayanıklı. Diğer malzemelere karşı kimyasal olarak nötr ve etkilenmez. Kötü elektrik iletken. 3. Bakır Korrozyona karşı çok dayanıklı. Çeliğe karşı kimyasal olarak ayni derecede. Çok iyi elektrik iletken. Temel topraklamanın altı önemli fonksiyonu vardır: 1. Gerilim terazisi için kullanılır.. Binada potansiyel dağılımı düzenler 3. YKS için topraklayıcı olarak kullanılır. 4. Binada EMC için düzenli potansiyel sağlar. 5. TT sistemde güvenlik ve korumanın ana öğesidir. 6. TN sistemde potansiyel dengeleme için önemlidir. Açma için hiç bir önemi yok. 54.3 Topraklama iletkeni kesiti Mekanik korumadan ve korozyondan dolayı topraklama iletkeni kesiti en az 6 mm bakır 35 mm Aluminyum ve 50 mm çelik olmalıdır. 54.4 Ana potansiyel dengeleme barası Her tesiste bir tane ana potansiyel dengeleme barası olmalıdır. 41 4
543 Koruma iletkeni kesit hesabı Çizelge 54.3 En küçük koruma iletkeni kesitleri 543.6 Koruma iletkeni akımları Ana dış iletken kesiti S L mm² S L 16 16 < S L 35 S L > 35 Koruma iletkeni kesiti S PE mm² Koruma iletkeni ile ana dış iletken ayni malzemeden S PE = S L 16 S L Ayrı malzemeden olursa k 1 k S L k 1 k 16 k 1 S L k Binalarda kaçak (parazit) akımlar Harmonikler - k1 : Dış iletken - k : Koruma iletkeni değerleri Ek A da verilmiştir. Nötr Topraklaması N ve PE arasındaki ölçümler TT sistemde koruma iletkeni kesiti işletme ve koruma topraklamanın ayrı yapılması halinde 5 mm bakır ve 35 mm aluminyum ile sınırlanabilir. 0,1 < t 5 s kadar kesit hesabı: S = I F k t S : İletkenin kesiti (mm ) I : Hata akımı (A) k : Malzeme katsayısı ( A s ) mm t : Açma süresi (s) t 0,1 s kadar kesit hesabı: I F = I D alınmalıdır. Kaçak akımların etkileri Elektronik kartlar Kalorifer boruları Su borusu 43 44
Bilgisayar kablosu Bilgi-işlem dairesinde topraklama iletkeni Kaçak akımların etkileri Merkezi topraklama sistemi Hata akımının sonuçları: Yangınlar-Küflenme- Bilgi işlem inforamsyon kaybı-hatalı fonksiyonlar İnsanlar üzerinde etkiler Linye Bilgisayar güç kaynağı Hata akımı MTS= Faz akımının ancak 0, 0,5% arasındakii sınır değer alınır Galvanik ve endüktif kaçak akımlar PE ve potansiyel dengele iletkenleri arasında akar Harmonikler cihazda ortaya çıkar ve tüm sisteme yayılır 45 46
3 fazlı sistemlerin yüklenmesi 10 100 80 60 40 0 0-0 -40-60 -80-100 -10 1 ve 3. Harmonikler 15 30 45 60 75 90 105 10 135 150 165 180 195 10 5 40 55 70 85 300 315 330 345 Asimetrik lineer yük Asimetrik lineer olmayan yük 3 fazlı sistemler ve Fourier serileri Nötr iletkenin yüklenmesi Simetrik lineer yük Sinüs eğrisi 150 Hz 50 Hz 47 48
Flörosans lamba Dimmer Hinweise: Klirrfaktor: 0,58 0 W Güç kaynağı Ev cihazları Max. 80 W 5 W Lamba 00 V/Div. 0, A/Div. 5 ms/div. 40 W Televizyon 00 V/Div., A/Div., 5 ms/div. 0 W Tasarruf lambası 00 V/Div. 0,5 A/Div. 5 ms/div. 49 50
ÜÇ FAZLI SİSTEMLERDE HARMONİK AKIMLARIN ETKİSİ Dört ve beş damarlı kablolarda dört damardan da akım geçmesi halinde harmonik akımlar için zayıflatma faktörleri. Burada dengeli üç fazlı sistemlerde nötrden akım geçmesi hali ele alınmıştır. Bu çeşit akımlar nötr hattındaki toplamları sıfır olmayan harmonikler taşıyan faz akımlarından kaynaklanır. Nötrde sıfırlanmayan en önemli harmonik her zaman üçüncü harmoniktir. Nötr hattından geçen üçüncü harmonik akımının miktarı, temel frekanslı faz akımını aşabilir. Böyle durumlarda nötr akımının kablonun akım taşıma kapasitesi üzerinde kayda değer etkisi vardır. Nötr hattı akımının faz akımlarından büyük olduğu durumlarda kablo kesiti nötr akımına göre seçilir. Kablo kesitinin nötr akımına göre belirlendiği ve nötr akımının faz akımlarından çok fazla büyük olmadığı hallerde, faz akımları için listelerdeki akım taşıma kapasitelerinin azaltılması zorunludur. Harmonikler Çözüm önerileri Örnek: Tesis şekli, C metoduna göre duvar üzerine tutturulmuş, üç fazlı, PVC yalıtımlı, dört damarlı bir kablonun 39 A taşıdığı farzedilsin. 51 5
Örnek: Tesis şekli, C metoduna göre duvar üzerine tutturulmuş, üç fazlı, PVC yalıtımlı, dört damarlı bir kablonun 39 A taşıdığı farzedilsin. Eğer devrede harmonik yoksa akım taşıma kapasitesi 41 A olan 6 mm lik kablo yeterlidir. Eğer % 0 üçüncü harmonik varsa 0,86 zayıflatma faktörü uygulaması ile yük akımı 39 / 0,86 = 45 A e yükseltilir. Bu yük için 10 mm lik kablo gerekir. VDE Seminar Eğer % 40 üçüncü harmonik varsa kablo seçimi nötr akımına göre yapılacaktır. Nötr akımı 39 x 0,4 x 3 = 46,8 A ve 0,86 zayıflatma faktörü ile 46,8 / 0,86 = 54,4 A bulunur. Bu yük için 10 mm kesit uygundur. Eğer % 50 üçüncü harmonik varsa, seçim yine nötr akımına göre yapılacaktır. 39 x 0,5 x 3 = 58,5 A Bu durumda faktör 1 ve kesit 16 mm olacaktır. Üç fazlı sistemler şebekede sağa dönen bir elektri alanı oluşturur. Harmonikler ile: Pozitif sistem elektrik alanını fazlalaştırır. Negatif sistem elektrik alanın zayıflatır. Sıfır sistemin yönü olmadığından nötr iletkeninde akımların toplanmasına mal olur. 53 54
Normal işletmede 10 ma geçen akımda kesit yükseltilmelidir. Sistemde dengeli besleme sağlanmalıdır. 3. Harmonikler ölçülmelidir. Nötr iletkeni üzerinden geçen akım kontrol edilmeli ve kesit yükseltilmelidir. Gevşek bağlantı olup olmadığını kontrol ediniz. Ortak Nötr iletkeni kullanmayınız. Nötr ve koruma iletkenin irtibatlı olup olmadığını kontrol ediniz. Her Linye için ayrı hat çekiniz. Fazla yükleri ve fazlar arasındaki etkileşimi en aza indirin. L-N arasındaki gerilim ölçülür. L-PE arasında gerilim ölçülür. Bir değer okunmaz ise PE bağlı değildir. L-N arasındaki değer okunur ise topraklama bağlantısı vardır. N-PE arasında 0 V ölçülür ise N-PE kısa devredir. İletken uzunluklarını kontrol ediniz (Z L ). Normal ve bilgisayar yüklerini ayrı tesis ediniz. Gerekirse ayrı bir koruma iletkeni çekiniz. < 5 Volta kadar bir değer sorun yaratmaz. Unutmayalım: Farklı potansiyel farklı kaçak akımları oluşturacaktır. 55 56
544.1 Koruma potansiyel dengeleme iletkeni kesitleri (Dİ) Koruma potansiyel dengeleme iletkeni kesiti en az 6 mm bakır 16 mm Aluminyum 50 mm çelik KPDİ KPDİ APDB KPDİ Kalorifer EVSEL VE KÜÇÜK TÜKETİMLİ TİCARİ TESİSLERDE DOĞAL GAZ İÇ TESİSAT TEKNİK ŞARTNAMESİ TOPRAKLAMA VE ÖLÇMELER olmalıdır. Temel topraklama Metal borular Enerji Odası ve Uygulaması EVSEL VE KÜÇÜK TÜKETİMLİ TİCARİ TESİSLERDE DOĞAL GAZ İÇ TESİSAT TEKNİK ŞARTNAMESİ 57 58
Doğalgaz boru sistemi ölçümleri 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 İşletme elemanlarının gövdelerinde ölçülen izin verilen en büyük topraklama dirençleri Selektif S RCD için verilen değerler Anma hata akımı R A R A I n U T = 50V U T = 5V U T = 50V 10mA 30mA 100mA 300mA 5000Ω 1666Ω 500Ω 166Ω 500Ω 833Ω 50Ω 83Ω 5 V dokunma gerilimi normlardan kalkmıştır! 83Ω Buölçüm doğru değldir. Doğal gaz boruları topraklanmaz, potansiyel dengeleme barasına bağlanır. Bu çizelge teorik değerleri vermektedir. Kuru ve nemli toprak arasında ölçülen değerler arasındaki fark beş kat artabilir. Çizelge-11:TT sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük topraklama dirençleri (sigorta ve kesiciler için) 30V 50Hz I n AG gg, gm sigortaları Aşırı akım koruma cihazları (MCB, MCCB) B I a R A R A I a =5 I n R A I a =10 I n R A I a =11 I n R A (5 s) U L =50V U L =5V A A Ω Ω A Ω A Ω A Ω C MCCB Topraklama hesapları 10 47 1,1 0,53 50 1,0 100 0,50 110 0,4 16 65 0,77 0,38 80 0,63 160 0,3 19 0,6 MCCB (güç kesiciler) için firmalardan açma katsayısı istenmeli ve topraklama direnci hesaplanmalıdır. +% 0 hata faktörleri dikkate alınmalıdır. 59 60
Çeşitli topraklama elektrotları ve yayılma dirençleri Derin topraklayıcı Birden fazla Yüzeysel (şerit) topraklayıcı Yüzeysel Topraklayıcı Toprak içinde d n 1 4 l t l l a d s d s b b R A Tek ρe 4 l = ln π l d ρe RA l ( b + s) d = π 1 d = b ρe l RA = ln + ln π l d Yaklaşık formül 1 k = 1 RA k R A tek n a / l = 3 ρe l RA = ln π l d 1 1 ( t) + + ( ) 1 1 t + Yıldız topraklayıcı Gözlü topraklayıcı 60 U Göz b l l b D = 4 π ρe l RA = ln π l 0,009 t d ρe ρe RA + D l ρe RA D R A U U Göz E ρe π 4 A D l Toplam Toplam Yaklaşık formüller E I E U E ρ D E I UGöz ρ l Toplam E Temel topraklayıcı Halka topraklayıcı l Bina l D = 1,13. b b A 3 E R E = π ρe RA =, D = π D R R R E ρe k π D A E ρ.d 4 l b π ρ E π. D =.ln π. D d. ρ E 3. D d = 1, 57 V k 15 0 Gözlü topraklayıcı b a D l 1 U Göz l 1) Gözlü topraklayıcı: Laurent yöntemi: R ρ + ρ E E A = r : eşdeğer yarıçap (D/) 4 r ltoplam Koch yöntemi: ρe RA = k D Schwarz yöntemi: l 1 10 a ) Çubuk topraklayıcı: k = 1,3 ρe l l R = ln + k1 k ρe 8l k l g Rk = ln 1+ n πl d h A πnl d A ( ) 1 1 3) Karşılıklı etki direnci: 4) Eşdeğer yayılma direnci: ρ l l R E g g g Rk Rm REtki = ln + k1 k1 + 1 R πlg l Eşşdeğş = k A Rg + Rk Rm l 1 0 k = 1, a Semboller: h: gömülme derinliği d: gözlü topraklayıcıda iletken çapı veya bir çubuğun kesit çapı n: iletken sayısı l: bir çubuğun uzunluğu 61 6
Bir akım devresine AKC veya RCD tesis edilirse topraklama direnci kaç Ohm olmalıdır? TT sistemde koruma iletkenin (PE) kesit hesabı 400/30V R=1 Ω S = 57,5 A 5s = 0,89 mm PE 143 A s / mm S PE =,5 mm Mekanik korumadan dolayı koruma iletkeni kesiti,5mm seçilmiştir. P=160 kw 95A RB = Ω M 3 30V I F = = 57, 5 A 4Ω S PE =? RA = 1 Ω L1 L L3 N TN sistemde koruma iletkenin (PE) kesit hesabı PEN RB S = I t k 650 A 5s S = = 51,5 mm A s 115 mm 400A I a = 650 A (5s) 00A - 30A NYY-J 3x185/95 mm M 3 P=160 kw 95A L1 L L3 PE N f = 0,89 f T = 0,95 (35 0 C) I Z = 33A S PE =? Koruma iletkenin kesit hesabı yerine normlarda belirtilen değerlerin alınması önerilir (bak IEC 60364 Kısım 5-54). R Q, X Q RB Örnek: Aşırı akım koruma cihazı tesis edilirse =? R T, X T C16A U0 30V ZS = = 1,4 Ω Ia 160A B16A U0 30V ZS = =,8 Ω I 80A a U I 0 H = RA + RB + Ziç R L A1, X L A1 C, B R L A X L A L1 L L3 N M 1~ R L PE I X H L PE R A =? 63 64
R Q, X Q R B =? Örnek: RCD/300 ma tesis edilirse R T, X T U R T A = I n 0 m x 0 m 50V 300mA R A = Ω R L A1, X L A1 = 166,66 Ω ρe = 1000 Ωm R L A X L A L1 L L3 N M 1~ R L PE I X H L PE R A =? ρ R E A D Bir binaya temel topraklama tesis edilecektir. Aşağıdaki değerler ile topraklama direncini hesaplayalım. Toprak özğül direnci: Binanın uzunluğu Binanın genişliği 4 L B D = = 11Ω π ρ = 150Ωm E L = 1m B = 8m Temel topraklayıcının eşdeğer çapı: Temel topraklayıcının genişleme direnci: R TT ρe 150Ωm = = = 8, 68Ω π D π 11m alınmıştır. Önemli not: Toprak özğül direnci tesis yerinde muhakkak ölçülmelidir. bulunur. Topraklama hesaplarına örnekler: Elektrik Tesislerinde Topraklama Yönetmeliği Madde 8.4ii ye göre: R I U 1) A a L eski ) Koruma düzeni, artık (kaçak) akım koruma rölesi olduğunda olacaktır. Bu durumda topraklama direnci: U L 50V RA 1, 66kΩ I 30mA n RA R TT olması şartına göre ( R + R ) I U A B olarak hesaplanır. a 0 yeni I = I a n A D = 4 π 1,66kΩ >> 8, 68Ω Yönetmelik koşulları yerine getirilmiştir ve korunma sağlanmıştır. Bu çok anlamsız bir hesaptır!!!! 65 66
Türkiye den bir örnek 6571 adet kazık AG Elektrik Tesislerinde Ölçme ve Denetleme IEC 60364-600 Topraklamalar Yönetmeliği ETTY Sayfa Topraklama Tesislerinde 161 Madde Ölçmeler 10a) Madde 7- Topraklama Tesislerinde Muayene, Ölçme ve Denetleme Madde 10-a) Bu çok anlamsız bir hesaptır!!!! 331 adet kazık Örnek : Ağ gözlü bir topraklayıcıda topraklama direncini hesaplayalım Eşdeğer yarıçap: 16m m,5m 1,5m EN 505 e göre: 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): ρe ρ E 150Ωm 150Ωm RGöz = + = + 5, 47Ω 4re ltoplam 4 7,98m 08,5m ρe 150Ωm RGöz = = = 5, 3Ω A (16m 1,5m) 67 68
69 70
SORU: AG elektrik tesislerinde hangi ölçümler yapılmalıdır? Koruma iletkeni PE direnci < 1,0 Ω Otomatik açma ile koruma? İlk ölçümler t a -I a Potansiyel dengeleme iletkeni direnci < 0,1 Ω RCD ölçümü? t a -I n Topraklama direnci ölçümü? İstenilen değerler nelerdir? Gerilim polaritesi ölçümü Döner alan ölçümü Kablo ve iletkenlerin yalıtkanlık direnci Ölçme gerilimi direnç 500V 1 MΩ Yalıtkan zemin ve duvarlar <500V a kadar 50 kω MEGER devri bitmiştir. Madde 7- Topraklama Tesislerinde Muayene, Ölçme ve Denetleme Madde 10-a) 1. Ana ve tamamlayıcı potansiyel dengeleme, koruma iletkenlerinin sürekliliği,. Yalıtım direnci gerilim altındaki iletkenler ve her bir gerilim altındaki iletken ve toprak arasında, tesis enerjilenmeden önce, 3. TT sistemde kurulan topraklayıcının yayılma direnci, 4. TN sistemde çevrim empedansı, 5. Tek faz kısa devre akımı ve olası toprak hatası akımı, 6. RCD mekanik olarak (4 haftada bir) ve elektriksel olarak (her yıl) ölçülecektir. 71 7