Elektrik sistemlerinde nötr pointlerin (nötr noktaların) toprak ile güvenli bir şekilde bağlanmasını sağlamak için kullanılan direnç elemanlarıdır. Bu dirençler, elektriksel güvenliğin sağlanması, sistemin kararlılığı ve aşırı akım şartlarının kontrol edilmesi açısından kritik bir role sahiptir.
1. Amaç
• Topraklama Güvenliği: Elektrik sistemlerinde meydana gelebilecek aşırı akım durumlarının (kısa devre, arıza) etkilerini azaltmak.
• Aşırı Gerilim Kontrolü: Nötr noktası toprak ile bağlantı sağlanarak, aşırı gerilim durumlarının önlenmesi.
• Arıza Akımlarının Yönetimi: Arıza durumunda topraklama yoluyla akımın güvenli bir şekilde yere iletilmesi.
2. Bileşenler
• Direnç Elemanları: Genellikle karbon, metal veya özel alaşımlardan yapılır, direnç değeri belirli noktalarda ayarlanabilir.
• İzolasyon Malzemeleri: Direnç bağlantıları ve bileşenleri için yüksek izolasyon yeteneğine sahip malzemeler kullanılır.
• Bağlantı Elemanları: Dirençlerin sistemi bağlamak için çeşitli bağlantı kabloları ve terminaller.
3. Çalışma Prensibi
Nötr topraklama dirençleri, elektrik sisteminin nötr noktasını toprak ile bağlar. Bu direncin öğesindeki elektrik akımı, arıza durumunda topraklama sayesinde toprak salınımı yapar ve bu durum, aşırı yük veya kısa devre akımını kontrol altında tutar. Böylece, sistemdeki ekipman ve insan güvenliği sağlanmış olur.
4. Avantajları
• Sistemin Korunması: Aşırı akımlardan dolayı sistem bileşenlerinin hasar görmesini önler.
• Güvenlik Artışı: Topraklama sayesinde insan güvenliğini artırarak elektrik çarpması riskini azaltır.
• Sistem Stabilitesi: Nötr topraklama sistemi, sistemin kararlı bir şekilde çalışmasına katkı sağlar.
• Enerji Verimliliği: Doğru topraklama ile enerji kayıplarını minimize eder.
5. Uygulama Alanları
• Endüstriyel Tesisler: Motorlar, jeneratörler ve diğer yüksek güçlü elektrik ekipmanlarının bulunduğu yerlerde kullanılır.
• Binalar: Ticari ve konut binalarının elektrik sistemlerinde güvenli topraklama sağlamak amacıyla tercih edilir.
• Enerji Dağıtım Sistemleri: Elektrik dağıtım şebekelerinde, alet ve sistemlerin güvenli çalışmasını sağlamak için gereklidir.
• İletim Hatları: Yüksek gerilim hatlarında arıza akımlarını yönetmek için kullanılır.
Sonuç
Nötr topraklama dirençleri, elektrik sistemlerinin güvenliği ve performansı açısından hayati öneme sahiptir. Aşırı akım kontrolü, güvenlik sağlama ve sistem stabilitesi gibi kritik işlevleri nedeniyle modern elektrik mühendisliğinde önemli bir bileşen olarak kabul edilir. Farklı uygulama alanlarında etkin bir şekilde kullanılan nötr topraklama direnci, endüstrinin güvenli ve verimli bir şekilde çalışmasına katkı sağlar.
Dağıtım hatlarında oluşacak faz-Toprak arızalarını belli süre ve akım sınırı ile sistemi koruma altına alma yöntemidir. Bu yöntem ile Teiaş’a ait güç trafolarının sekonder kısmı (ikinci Kısım) bir direnç vasıtasıyla topraklanır. Bu direnç değeri ve süre Teiaş’ın 14.02.1992 tarihli kararı (20 ohm-1000 amper) ve ayırıcısız toprağa bağlanma şartı ile sınırlandırılmıştır. Burada asıl amaç Teiaş’a ait olan güç trafosunu korumak ve sistemin kararlı çalışmasını sağlamaktır. Sistemi daha iyi anlamak adına bu detayı da vermek gerekir. Teiaş’a tarafından işletilen güç trafoları sisteme Yıldız-Yıldız olarak bağlıdır. Birinci giriş olan yıldız noktası yani nötr koruma toprağı direçsiz direkt toprağa bağlıyken ikinci taraf olan yıldız noktası ise direnç üzerinden toprağa bağlıdır. Bu sayede ikinci taraftan yani dağıtım sisteminden gelen faz-toprak arızaları direnç üzerinden sönümlenmiş olacaktır.
Nötr topraklama direnci, elektrik sistemlerinde nötr noktası ile toprak arasındaki direnç değerini ifade eder. Bu direnç, sistemin güvenliği ve düzgün çalışması açısından kritik öneme sahiptir. Nötr topraklama, sistemdeki arızaların yönlendirilmesi, elektrik çarpmalarının önlenmesi ve aşırı gerilimlerin etkilerinin azaltılması amacıyla yapılır.
Örnek Bir soru çözerek Teiaş tarafında kullanılan Nötr Direncinin neden 20 ohm seviyesinde olduğunu daha net bir şekilde anlatalım:
Teiaş tarafından işletilen güç trafosunun çıkış gerilimi, Faz-Faz arası gerilim, 34.5kV olsun.
Bu durumda; Faz-Toprak arasındaki gerilim seviyesi: 34.5/√3 kV = ~20 kV olacaktır. Yani oluşacak faz toprak arızasında gerilim seviyesi 20kV olacaktır. Basit bir formülle yani V/A=R den, 20kV/1000=20 ohm olacaktır.
Teiaş 14.02.1992 yılında yayınladığı şartname ile Nötr direncinin anma çevrim akımı ve akıma maruz kalma süreleri de belirtilmiştir. Şartnamede Nötr direncinin anma akım çalışma çevrimi 5 Amper sürekli, 20 Amper 10 dakika ve 1000 Amper 5 saniye olarak belirtilmiştir. Buradaki amaç ise dağıtım sistemlerinde oluşacak küçük faz toprak arızlarında sistemin of durumuna geçmemesi ve böylelikle sürekliliğin sağlanmasıdır.
