Bir elektrikçi, İngiltere'de yeni bir tüketici ünitesi kurmak için ilk ziyaretinde topraklama türlerini kontrol edecek ve saha mühendisi, Almanya'da yeni bir fabrikaya elektrik dağıtımını belirlerken düzenlemeleri kontrol edecektir. Hizmet trafo ile yük arasına kurulan topraklama sistemi türü ve hem nötr hem de koruyucu toprak iletkenlerinin düzeni, tesisatın aşırı akım/toprak arızasına karşı nasıl korunacağını belirleyecektir (gerekli koruma kurulmalıdır), izin verilen maksimum toprak arızası döngü empedansı ve nihayetinde bir arıza/toprak arızasının ne kadar hızlı temizlenebileceği ve metal muhafazanın ne kadar hızlı canlı hale geleceği (yani toprak potansiyelinde olan bir metal muhafaza (/e), arıza temizlenene kadar bu voltajı taşıyabilir) gibi. TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT, kayıt işlemlerini tamamlamak amacıyla tesisatlarda ve kodlarda yaygın olarak kullanılan notasyonlardır. Bu kısaltmalarla ilişkili tanımların anlaşılması, düşük voltaj (LV) elektriklendirme sistemlerinde elektrik güvenliğinin sağlanması için temel öneme sahiptir.
Her Tesisat İçin Topraklama Sisteminin Önemi
Bir topraklama sistemi, kısa devreden kaynaklanan arıza akımının elektrik kaynağına geri gitmesi için iletken bir yol sağlar. Bu yol, koruyucu cihazın (devre kesici veya sigorta) arıza durumunda hızlı tepki verebilmesi (gerekli kesme süresi) için nispeten düşük empedansa sahip olmalıdır. Topraklama sistemi yanlış seçilir veya uygulanırsa, devre kesici asla atmayabilir ve arızalı bir cihazı dokunan kişi, arıza akımını toprağa ileten araç haline gelebilir. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC), düşük voltaj topraklama sistemlerini sınıflandırır IEC 60364‑1, ve aynı sınıflandırma, İngiltere'deki BS 7671, Avustralya'daki AS/NZS 3000 ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki NEC gibi ulusal kodlarda küçük farklılıklarla benimsenmiştir. Önde gelen elektrik üreticileri, topraklama sistemlerine uygun koruyucu cihazların eşleştirilmesi konusunda ayrıntılı uygulama kılavuzları sağlar. 200 amperlik yük merkezleri ve sayaç-ana kombinasyonları, yeni konut inşaatı için standart ürünleri olarak üretmektedir; bu, 200 amperin modern bir tek aile evi için pratik minimum olduğunu yansıtmaktadır. ve ABB Koruyucu cihazların topraklama sistemleriyle eşleştirilmesine ilişkin ayrıntılı uygulama kılavuzları sağlar.
Beş Standart Topraklama Sistemi Türü
IEC sistemi iki harfli bir kod kullanır. İlk harf — T veya I — besleme kaynağının toprağa nasıl bağlandığını gösterir. İkinci harf — N veya T — tesisatın açıkta kalan iletken parçalarının nasıl topraklandığını belirtir. Ek harfler, nötr ve koruyucu iletkenlerin düzenini tanımlar. Aşağıdaki tablo beş standart türü özetlemektedir.
| Sistem | İlk Harf (Kaynak Toprağı) | İkinci Harf (Tesisat Toprağı) | Nötr & Koruyucu Toprak Düzeni |
|---|---|---|---|
| TN-C | T — kaynak topraklı | N — açıkta kalan parçalar topraklı kaynak iletkenine bağlı | Birleşik PEN iletkeni (Koruyucu Toprak & Nötr) |
| TN-S | T — kaynak topraklı | N — açıkta kalan parçalar topraklı kaynak iletkenine bağlı | Kaynaktan yüke ayrı N ve PE iletkenleri |
| TN-C-S | T — kaynak topraklı | N — açıkta kalan parçalar topraklı kaynak iletkenine bağlı | Yukarı akışta birleşik PEN, tesisat girişinde N ve PE olarak ayrılmış |
| TT | T — kaynak topraklı | T — açıkta kalan parçalar bağımsız bir elektrot aracılığıyla yerel olarak topraklanmış | Kaynaktan ayrı N; PE yerel toprak elektrotundan |
| IT | I — kaynak topraktan izole edilmiş veya yüksek empedans üzerinden bağlanmış | T — açıkta kalan parçalar yerel olarak topraklanmış | Kaynaktan toprağa doğrudan bağlantı yok; yerel PE |
TN-C: Birleşik PEN İletkeni
Nötr ve toprak fonksiyonları, TN–C sisteminde trafodan yüke kadar olan tüm uzunluk boyunca tek bir iletkende (PEN) birleştirilmiştir. Bu, iki iletken yerine bir iletken kullanılarak bakır tasarrufu sağlar; ancak PEN iletkeni koparsa veya ayrılırsa, kopma veya ayrılmanın altındaki tüm açık metal yüzeylerde tam hat gerilimi oluşacağı için belirli bir tehlike yaratır. Yukarıdaki nedenle, TN–C genellikle hizmet giriş noktasından sonraki bina tesisatında izin verilmez ve yük tarafında RCD bulunan devrelerde kullanılması da yasaktır. Günümüzde TN–C sistemlerinin çoğunlukla sadece elektrik dağıtım şebekelerinde ve sadece belirli ülkelerde kullanımı vardır.
TN-S: Nötr ve Toprak Ayrı Ayrı
TN-S sisteminde, besleme trafosundan itibaren kurulum boyunca iki iletken (nötr ve PE) bulunur. PE bağlantıları toprak yoluna bağımsızdır ve nötrün sağlam olmasına bağlı değildir (örneğin, nötr kopuk olsa bile). TN-S genellikle son kullanıcı için en güvenli TN konfigürasyonu/opsiyonu olarak adlandırılır ve elektrik hizmetlerinin kurulumu veya yeni elektrik hizmetlerinin sağlanması sırasında tercih edilen yöntemdir, özellikle dağıtım şirketi ayrı bir toprak iletkeni sağladığında. Aslında, yeraltı elektrik tedarikine sahip birçok eski kentsel alan TN-S olarak yapılandırılmıştır.
TN-C-S: Koruyucu Çoklu Topraklama (PME)
TN-C-S Koruyucu Çoklu Topraklama (PME) İngiltere’de evlerde yaygın olarak kullanılır. PEN iletkeni güç kaynağı yolu olup trafodan hizmet başlığına kadar nötr ve toprak tellerini birlikte taşır; bu, kablo hizmet başlığında ayrı toprak ve nötr tellerine ayrılmadan önce gerçekleşir ve toprak, yerel bir topraklama elektroduna bağlanarak bir güvenlik önlemi sağlar. “Çoklu” ifadesi, PEN iletkeninin birden fazla noktada toprağa bağlandığını belirtir. PEN iletkeni iyi durumda olduğu sürece, bu sistemde düşük empedanslı bir arıza akımı yolu sağlama avantajı vardır ve bu da kesici cihazların hızlıca devreyi açmasını mümkün kılar. Ancak, TN-C sisteminde olduğu gibi PEN iletkeni arızası riski vardır; PEN iletkeni bireysel tellere ayrılmadan önce koparsa, sistemin açıkta kalan bir parçası (potansiyel olarak yüksek gerilimde) enerjilenebilir. Bu riski azaltmak için kullanılan yöntemlerden biri, binanın diğer iletken parçalarını (su/ gaz boruları, donatı çeliği vb.) bağlamak ve hizmet başlığında yerel bir topraklama elektrodu kullanmaktır. Rehberimiz hangi boyutta devre kesiciye ihtiyacınız var arıza döngüsü empedansının kesici seçimini nasıl etkilediğini açıklar; bu doğrudan topraklama sistemi tarafından etkilenir.
TT: Yerel Toprak Elektrodu, Dağıtım Şirketinden Toprak Yok
TT sistemindeki besleme trafosu topraklanmıştır, ancak kurulum için toprak bağlantısı yoktur. Genellikle, bina kendi yerel toprak elektroduna sahiptir — bu genellikle toprağa sürülen bir veya daha fazla çubuk anlamına gelir — ve binadaki herhangi bir açık metal parça yerel toprak elektroduna bağlanır. Arıza yolu besleme tarafına genel toprak kütlesi üzerinden döndüğü için, arıza yolu plastik bir iletkene göre nispeten daha yüksek empedansa sahiptir. Ayrıca, toprak arıza döngüsünün yüksek empedansı nedeniyle, standart bir koruma cihazı toprak arızası için yeterince hızlı çalışmayabilir. Bu nedenle, TT sistemlerinde toprak arızası koruması için artık akım algılama cihazlarının (RCD) kullanılması gereklidir. TT sistemleri, Avrupa ve Avustralya genelinde kırsal havai hat beslemelerinde tipik olarak kullanılır ve her konut için bireysel toprak kazıkları/çubukları bulunur.
IT: İzole veya Empedanslı Topraklı Kaynak
Bir IT sistemi, beslemeyi topraktan ya izole eder ya da yüksek empedans üzerinden bağlar. IT sisteminde oluşan ilk toprak arızası önemli bir arıza akımı oluşturmaz, bu nedenle beslemenin hemen kesilmesi gerekmez. Bu, özellikle tıbbi ameliyathaneler, madenler ve ağır sanayi için önemlidir; IT sisteminin kesilmesi sonucu ani besleme kaybı felaket sonuçlara yol açabilir. Bir izolasyon izleme cihazı (IMD), IT sistemindeki toprak direncini sürekli izler ve ikinci arıza başka bir fazda oluşmadan önce ilk arızayı tespit etmek ve konumlandırmak için görünür ve işitsel alarm verir. IT sistemleri, yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalar için tasarlandığından konut veya genel ticari tesislerde kullanılmaz.
TN-C-S ve PME: Aynı Sistem, Farklı Terimler
TN-C-S ve PME, en azından Birleşik Krallık elektrik bağlamında, aynı tür elektrik dağıtım düzenlemesini tanımlamak için kullanılabilecek iki farklı terim olarak düşünülebilir. Her ikisi de trafodan gelen birleşik PEN iletkeninin servis başında ayrıldığı ve dağıtım sistemi boyunca birden fazla toprak bağlantısının yapıldığı bir düzenlemeyi ifade eder. Uluslararası Elektroteknik Komisyonuna göre bu sistemi tanımlayan terim TN-C-S’dir. Birleşik Krallık terimi PME, birden fazla topraklama noktası olduğunu belirtir; dolayısıyla, iki terim arasında elektriksel bir fark olmamakla birlikte, bu sistemin tanımlanmasında kullanılan terminoloji farkıdır. Bir denetçi veya elektrikçi açısından geçerli standart BS 7671 (IEE Tesisat Yönetmelikleri) olup, bu sistemle kurulumlar için belirli bağlama ve topraklama gereksinimlerini belirler.
TN-S ve TT: Toprak Şebekeden mi Yoksa Kazıktan mı Gelir?
TN-S sistemleri ile TT sistemleri arasındaki temel pratik fark, Toprak Hata Akımının yönlendirildiği yerdir. TN-S, devre kesicinin hızlı manyetik atmasını sağlamak için çok düşük bir döngü empedansı sağlayarak, metalik bir iletken üzerinden trafoya geri dönen belirli bir dönüş yolu sunarken, TT Sistemi Toprak Hata Akımının toprak üzerinden trafoya geri dönmesine ve toprak elektrodu kullanmasına dayanır; bu nedenle, toprak yolunun direnci nedeniyle döngü empedansı her zaman daha yüksek olacaktır ve TT kullanılırken alternatif bir kesme yöntemi sağlamak için bir RCD kullanımı gereklidir. Yeni bir konut kurulurken, hizmet sağlayıcı TN-S veya TT kullanılıp kullanılmayacağını belirler, ev sahibi değil; bu nedenle, kurulumcu hangi sistem türünün mevcut olduğunu belirlemek ve uygun koruyucu cihazları seçmekle sorumludur.
Her Topraklama Sistemi için Doğru Devre Kesiciyi Seçmek
Topraklama Sistemi, koruyucu cihazın türü ve derecesinin belirlenmesinde temel bir faktördür. Düşük toprak hata döngü empedansına sahip TN şebekelerinde, bir mini devre kesici (MCB) aşırı yük ve toprak kısa devresinde otomatik kesme sağlayabilir. Ancak TT şebekelerinde, daha yüksek toprak hata döngü empedansı nedeniyle, standart bir kesici gerekli Kesme sürelerine uymayabilir. Bu nedenle, toprak kaçak koruması gerektiğinde bir RCD (Artık Akım Cihazı) de gereklidir. HUYU, TN tipi kurulumlar için AC MCB’ler, toprak kaçak koruması gerektiğinde RCCB ve RCBO’lar ve artan sayıda Şebekeden Bağımsız ve Batarya Destekli kurulumlar için DC MCB’ler dahil olmak üzere tüm 5 topraklama sistemi türü için tam bir koruyucu cihaz yelpazesi sunabilir. Devre kesici ve Topraklama Sistemi, aynı güvenlik denklemine ait iki bileşeni temsil eder; birini diğerinden bağımsız belirtirseniz, kurulumu korumasız bırakmış olursunuz.
Sıkça Sorulan Sorular
Topraklama sistemlerinin 5 türü nedir?
IEC 60364’e göre, düşük voltajları korumak için kullanılan beş tür topraklama sistemi vardır: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT ve IT. Bunlar, kaynağın nasıl topraklandığına, açıkta kalan bileşenin nasıl topraklandığına ve nötrün koruyucu iletkenlerle birlikte mi yoksa ayrı mı topraklandığına göre farklılık gösterir.
TNC ile TNCS arasındaki fark nedir?
TN-C sistemi, nötr ve koruyucu toprak iletkenlerini güç kaynağından yüke kadar birleştirir. Buna karşılık, TN-C-S sisteminde PEN (Koruyucu Toprak Nötr) iletkenleri yalnızca dağıtım bölümünde birleştirilir ve besleme noktasında ayrı nötr ve toprak iletkenlerine ayrılır. Yapı standartları, binalarda TN-C kullanımını geçersiz kılmıştır; bu nedenle Birleşik Krallık'taki neredeyse tüm evler artık ana elektrik besleme sistemi olarak TN-C-S (PME) kullanmaktadır.
PME ile TNCS arasındaki fark nedir?
Elektriksel özellikler bu örnekler arasında farklı değildir çünkü İngiltere topraklama düzenlemesine “PME” derken IEC buna “TN-C-S” demektedir. Her ikisi de, servis başındaki trafodan birleşik bir PEN iletkeni kullanan ve dağıtım boyunca birden fazla yerel elektrik/topraklı besleme bağlantısı sağlayan bir topraklama düzenlemesini tanımladığı için aynı anlama gelir.
TN-S ve TT sistemi nedir?
TN-S TT, nötr iletkenlerini trafodan kurulum noktasına ayırır ve bir kamu hizmeti şirketinden beslemeye toprak bağlantısı yapmaz, sadece kurulumun kendisindeki yerel toprak elektrotlarını kullanır. TN-S, TT tarafından sağlanandan daha düşük bir toprak arıza döngü empedansı sağlar, bu nedenle TT, toprak arızalarına karşı koruma için artık akım cihazlarının (RCD) veya diğer koruma yöntemlerinin kullanılmasını gerektirir.
Referanslar
- IEC 60364‑1 — Düşük gerilim elektrik tesisatları — Bölüm 1: Temel prensipler, genel özelliklerin değerlendirilmesi, tanımlar — Uluslararası Elektroteknik Komisyonu.
- Schneider Electric — Topraklama Sistemleri Uygulama Kılavuzu — TT, TN ve IT sistemleri için koruma cihazı seçimi üzerine pratik rehberlik.
- BS 7671 — Elektrik Tesisatları Gereksinimleri (IET Tesisat Yönetmelikleri) — Mühendislik ve Teknoloji Kurumu, Birleşik Krallık ulusal standardı.
- Elektrik İnşaatı ve Bakımı (EC&M) — Ticari ve endüstriyel tesislerde topraklama ve bağlantı üzerine makaleler.
Topraklama sistemini anlamak — ister TN-C, TN-S, TN-C-S, TT veya IT — güvenli bir elektrik tesisatı tasarlamanın ilk adımıdır. Bu, arıza yolunu, kesme süresini ve kurulması gereken koruma cihazı türünü belirler. Elektrikçi, denetçi veya mühendis için topraklama sistemi, tasarımın sonunda kontrol edilecek bir detay değildir. Her diğer koruma kararının takip ettiği başlangıç noktasıdır. HUYU, her topraklama sisteminin özel gereksinimlerine uygun kesicileri, RCD'leri ve RCBO'ları sağlar; böylece bina nasıl topraklanırsa topraklansın, koruma cihazları doğru şekilde belirlenmiş olur.
