Bu açıklamada, elektrikli cihazların güvenliğini sağlamak için topraklama sistemlerinin önemini ve çeşitlerini anlatılmaktadır. Elektrikli cihazların güvenli kullanımı için topraklama çok önemlidir, çünkü topraklama sayesinde elektrik kaçağı durumunda akımın insanlara zarar vermesi engellenir ve yangın riski azaltılır.

Aşağıda açıklanan üç ana topraklama türü vardır:

1. Koruma Topraklaması: Bu topraklama türü, yüksek gerilim tesislerinde kullanılır ve insanları yüksek temas gerilimine karşı korumak amacıyla tasarlanmıştır. Bu tür tesislerde işletme akım devresine ait olmayan, ancak bir hata durumunda gerilim altında kalabilen ve insanların temas edebileceği tüm cihazların metal parçaları topraklama iletkeni üzerinden bir topraklayıcıya bağlanır.

2. İşletme Topraklaması: Alçak gerilim tesislerinde temas gerilimine karşı koruma sağlamak için kullanılan çeşitli metotlar arasında işletme topraklaması da bulunmaktadır. Ancak işletme topraklamasının bazı sakıncaları olabileceği ve her zaman etkili olmadığı belirtilmiştir.

3. Yıldırım Topraklaması: Yıldırım topraklaması, binalar ve diğer yapıları yıldırımın neden olabileceği zararlardan korumak amacıyla kullanılır. Bu tür topraklamalar, yıldırım deşarjını güvenli bir şekilde toprağa yönlendirir ve yapıların zarar görmesini önler.

Topraklama tesislerinin hesaplanması ve tasarlanması oldukça karmaşık bir işlemdir ve çeşitli faktörleri dikkate almayı gerektirir. Bu faktörler arasında muhtemel hata akımlarının hesaplanması, toprak akımının tayini, yayılma direncinin hesaplanması, topraklayıcı geriliminin belirlenmesi ve temas ve adım gerilimlerinin hesaplanması yer almaktadır. Bu hesaplamalar, insanların güvenliğini ve tesislerin güvenilirliğini sağlamak için büyük önem taşır.

Topraklama tesislerinin tasarımı ve uygulanması, elektrik tesislerinin güvenliğini artırmak için kritik bir rol oynar. Bu nedenle, elektrik tesislerinin topraklama sistemlerinin titizlikle hesaplanması ve uygulanması gerekmektedir.

İşletme Topraklaması: İşletme topraklaması, elektrik tesislerinin normal işletmeleri için gereklidir. İşletme topraklaması iki türde olabilir:

1. Direkt Topraklama: Bu durumda, topraklama sisteminde topraklama empedansından başka hiçbir direnç bulunmaz. Örneğin, şebekenin yıldız noktasının direkt topraklanması bu tür bir topraklamadır.
2. Endirekt Topraklama: Bu durumda, topraklama ilave bir ohmik, endüktif ve kapasitif direnç üzerinden yapılır. İşletme topraklaması, işletme akım devresinin toprağa karşı potansiyelini belirli bir değerde tutarak işletme güvenliğini sağlar.

Koruma topraklaması ve işletme topraklaması farklı amaçlar taşırlar. İşletme topraklaması, normal işletme koşullarında cihazların güvenli çalışmasını sağlar, ancak bir hata sonucunda bile işletme topraklaması üzerinden bir akım geçebilir.

Yıldırım Topraklaması: Yıldırım topraklaması, binaları ve tesisleri yıldırıma karşı korumak için kullanılır. Bu tür topraklama, parafudurların topraklama uçları ile açık hava tesislerinde yıldırımın düşme olasılığı olan tüm metal parçaların (örneğin, hava hatlarının koruma iletkenleri, direkler) özel bir topraklayıcı aracılığıyla topraklanması işlemidir.

Yıldırım topraklaması, hem elektrik tesislerine düşen yıldırımın neden olduğu yüksek gerilim dalgalanmalarının işletme ekipmanına zarar vermeden toprağa iletilmesini hem de insan hayatına zarar vermeden ve yangına yol açmadan binalara düşen yıldırımın zararsız hale getirilmesini amaçlar.

Yıldırım olayları, bulutların elektriksel yüklenmesi sonucu oluşur ve genellikle bulutun alt kısmındaki enerjinin yeterli seviyeye geldiği anda yıldırımın toprağa doğru hareket etmesiyle meydana gelir. Yıldırımın oluşma şekilleri (-) inişli, (-) çıkışlı, (+) inişli ve (+) çıkışlı olarak dört farklı tipte olabilir, ancak en yaygın olanı (-) inişli yıldırımdır.

Yıldırım olayının sonucunda oluşan yıldırım akımı, yeryüzüne zarar vermeden topraklanması gerekmektedir. Bu akıma toprak akımı denir.

Yıldırımdan korunma yöntemleri şunlardır:

• Franklin Çubuk Paratoneri ile Korunma: Bu sistemde yakalama çubuğu, iniş iletkeni ve topraklama tesisatı kullanılır. Yakalama çubuğu yıldırımı yakalar ve iniş iletkeni ile toprağa yönlendirir. Bu yöntem yıldırımın binalara veya tesislere zarar vermeden toprağa iletilmesini sağlar.

Yıldırım koruma sistemleri, binaların ve tesislerin yıldırımdan kaynaklanan zararlardan korunmasında hayati öneme sahiptir ve elektrik tesislerinin güvenliğini artırmak için kullanılır.

Faraday Kafesi ile Koruma:

• Faraday kafesi, yıldırımdan korunma sistemlerinden biridir.
• Franklin çubuk sistemi veya benzer sistemler bu tür koruma yönteminde kullanılır.
• İniş iletkenleri ve topraklama tesisatı benzerdir.
• Bu koruma tipi yüksek yerlerdeki istasyonlar veya yerleşim yerlerinde yaygın olarak kullanılır.
• İniş iletkenleri bakır veya gümüşle yapılır ve düzgün bir şekilde çekilir.
• Topraklama direnci maksimum 5 ohm olmalıdır.

Radyoaktif Paratoner ile Koruma:

• Radyoaktif paratonerler, yıldırımın daha fazla çekilmesini sağlayan ve iyonize kanalların oluşturulmasına yardımcı olan radyoaktif maddeleri içeren paratonerlerdir.
• Radyoaktif paratoner ünitesi, yüksek yerlerde en üst ve orta kısımlara konur.
• Yakalama ucu olarak radyoaktif malzemeden yapılmış paratoner ünitesi kullanılır.
• Topraklama direnci düşük tutulmalıdır ve iniş iletkenleri bakır veya gümüşle yapılmalıdır.
• Radyoaktif paratonerler, yıldırımı daha fazla çeker ve etkili bir koruma sağlar.

Yıldırımın Düşmesini Engellemek:

• Yıldırımın düşmesini tamamen engellemek zordur, ancak bazı önlemler alınabilir.
• Yüksek yapıların ve kulelerin yıldırımı daha fazla çektiği ve düşmeye neden olduğu düşünüldüğünde, bu tür binalar yıldırımı tetikleyerek düşmesini engelleyebilir.
• Bu sürekli bir deşarj sürecini başlatır ve bulutların potansiyelini azaltır, bu nedenle yıldırım düşmesi engellenir.
• Enerji nakil hatları yıldırımdan korunurken, seri ve paralel koruma yöntemleri kullanılabilir. Bu yöntemlerle enerji hatlarına yüksek gerilimi kısa devre yapacak malzemeler eklenir ve yıldırımın etkileri sınırlanır.
• Seri koruyucu yöntemi, faz ile toprak arasına yüksek gerilimi kısa devre yapacak malzemeler eklemek suretiyle çalışır ve yıldırımın enerjisi sınırlanır.

Bu yöntemler, yıldırımın neden olduğu zararları sınırlamak ve binaları, tesisleri ve enerji nakil hatlarını korumak için kullanılır. Yıldırımdan korunma önlemleri, elektrik tesislerinin ve binaların güvenliğini artırmak için oldukça önemlidir.

Kritik Açıklık:

• Kritik açıklık, paratoner ile topraklama arasındaki iniş iletkeni ile diğer iletkenler arasındaki uzaklık olarak tanımlanmaktadır.
• Bu açıklık, iki iletken arasında endüksiyon yoluyla aşırı gerilimlerin oluşmasını önlemek amacıyla belirli bir değerden küçük tutulmamalıdır.
• Bazı ülkelerde kabul edilen kritik açıklık değerleri Almanya'da 1,5 m, Birleşik Krallık'ta 1.83 m, Hollanda'da 1 m gibi farklılık gösterebilir.

Statik Topraklama:

• Statik topraklama, elektronik cihazlar ve insanların güvenliği için önemlidir.
• Elektrik tesisatındaki arızalar nedeniyle binaya veya cihazlara kaçan elektrik güvenli bir şekilde toprağa boşaltılmalıdır.
• Bu, elektronik cihazlardaki manyetik alanların toprağa boşaltılması için zorunlu bir uygulamadır.

Koruma Topraklaması:

• Koruma topraklaması, canlıların dokunma ve adım gerilimlerine karşı korunmak amacıyla gerilim altında olmayan iletkenlerin topraklanmasıdır.
• Özellikle televizyon ve radyo istasyonlarında, koruma topraklaması yapılır ve enerji hattı üzerinden gelebilecek yıldırımdan korunma önlemleri alınır.

Topraklamaların Birleştirilmesi:

• Bir tesis içinde farklı türde topraklamalar bulunabilir, örneğin alçak gerilim ve yüksek gerilim tesislerine ait topraklamalar.
• Topraklamaların birleştirilmesi, topraklama direncini azaltarak ekonomik bir şekilde gerçekleştirilmesine olanak tanır.
• Ancak topraklamaların birleştirilmesi tehlikeli potansiyel sürüklenmelerine neden olabilir.
• Bu nedenle, farklı topraklamaların birleştirildiği yerlerde tehlikeli gerilim farklarını kontrol etmek ve sınırlamak önemlidir.

Bu bilgiler, yıldırımdan korunma, topraklama ve elektrik tesislerinin güvenliği ile ilgili önemli konuları kapsamaktadır. İyi bir topraklama ve koruma sistemi, elektrik tesislerinin güvenliğini artırır ve zararları önler.