Topraklama ve topraklama cihazı nedir? nasıl çalışır? ve ne için tasarlanmıştır?
Elektrik şebekesi, modern dünyanın bel kemiğidir. Hemen hemen tüm modern ev aletleri, uygun bir enerji kaynağı olduğu takdirde elektrikle çalışmaktadır. Ancak madalyonun bir diğer dezavantajı bulunmaktadır. Bu da yüksek voltajlı elektrik çarpması riskidir. Ekipman tasarımına ve elektrik şebekelerinin tasarımına doğru yaklaşım olmadan, elektrik yarardan çok zarar verecektir. Ayrıca topraklama, güvenliği sağlamanın yollarından bir tanesidir.
Topraklama cihazı, çok işlevli olduğu için elektrik enerjisi endüstrisindeki en zor nesnelerden bir tanesidir. Elektrik enerjisi endüstrisinde bu kadar çok sayıda işlevi aynı anda gerçekleştirecek tek bir aparat, cihaz, makine, nesne yoktur.
Bununla birlikte, topraklama, çoğu tasarım organizasyonunun ve operatörünün teorik ve pratik bilgisinin dışında kalan enerji alanıdır. Bazen topraklama cihazındaki küçük hatalar, güç tesislerinin çalışmasında ciddi arızalara neden olabilmektedir. Ayrıca bu sorun, enerji santrallerinin genel güvenilirliği ile de kesişmektedir.
Topraklama nedir?
Basit bir ifadeyle, canlı ekipmanın metal kısımlarına dokunulduğunda elektrik çarpmasını önleyen koruyucu bir sistemdir. Tüm yapısı aşağıdaki bölümlerden oluşur:
- Metal anahat
- Topraklama anahtarı
- Topraklama kablosu ve yönlendirme
Kontur, zemine sürülen ve metal şeritlerle birbirine bağlanan 4-6 pimden (elektrot) oluşmaktadır. Topraklama cihazının gerekli derinliği 2,5-3 metredir. Yani toprak donma seviyesinin altında olmalıdır. Bu, kışın bile devrenin akımı ileten neme erişmesi için gereklidir.
Bir dikey elektrotun tepesinde, bir bakır veri yolunun kaynaklandığı ve panoda özel bir şeride yol açan bir “temas bölgesi” (çoğunlukla dişli bir cıvata şeklinde) bulunmaktadır.
Ana topraklama veri yolundan, sırayla bakır iletkenler ile tüketici soketlerine ayrılmaktadır. Bu teller, aslında topraklamayı bağlamaktan sorumludur. Örneğin, modern evlerde duvardan gelen kablolama, çekirdeklerden birinin, sarı-yeşil olarak atandığı üç çekirdekli bir kablo ile yapılmaktadır.
Topraklama ve basit kelimelerle açıklaması
Topraklama, elektrik çarpmasına karşı koruma ve elektirikli ekipmanın çalışmasını sağlamak için bir çözüm ve cihaz kompleksidir.
Yurtiçi elektrik şebekeleri, sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötre sahiptir. Bunun anlamı nedir? Bu konuyu basitleştirilmiş bir şekilde ele alırsak, santrallere üç fazlı jeneratörler kurulmaktadır. Sargıları ise, bir yıldız düzeninde bağlanmaktadır. Sargıların bağlantı noktası nötrdür.
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi dikdörtgen bağlantı noktasını topraklarsanız, sağlam bir şekilde topraklanmış nötre sahip bir güç hattı elde edersiniz. Bu noktanın potansiyeli ve nötr tel, toprak potansiyeline eşit olacaktır.
Bu tamamen doğru olmasa da, buna genellikle topraklama cihazı denmektedir. Bir topraklama cihazı, karmaşık bir elektrik nesnesidir. Bir toprak elektrotu, bu nesnenin yalnızca bir parçasıdır.
En basit versiyonda, topraklama anahtarı birbirine kaynakla çelik bir şerit ile bağlanırken, bir üçgenin köşelerinde olduğu gibi, birbirinden aynı mesafede zeminde öldürülen üç metal pimdir. Pimlerin uzunluğu ve kesitleri, bu nesne için özel koşullar ve gereksinimler için hesaplanmaktadır.
Ayrıca, ana topraklama barası binaya getirilmekte ve buradan elektrik panolarına ve elektrik donanımına iletkenler döşenmektedir.
Topraklama iletkeni evin veya apartmanın elektrik panosuna takılır ve barasına bağlanmaktadır. Terminal blokları olan bir metal şerittir. Her topraklı cihaz veya prizden gelen toprak iletkenlerine bağlanır. Cihaz bir çıkıştan bağlı değilse, kendisine kendi topraklama iletkeni döşenmekte ve gövdeye bağlı özel bir terminale bağlanmaktadır.
Tüm topraklama iletkenleri ve baralar yalıtılmıştır. Değişen ise, yeşil ve sarı şeritlerle renklendirilmiştir.
Türüne göre korumakta ve çalışmaktadır. Tahmin edebileceğiniz gibi, koruyucu topraklama, elektrik çarpmasına karşı koruma işlevlerini yerine getirmektedir. Elektrikli ekipmanın normal çalışması için çalışma topraklaması gereklidir.
Bu nedenle, elektrikli cihazların muhafazasının toprak elektrotlu elektrik bağlantısı ile yapılması gerekmektedir.
Topraklama gereksinimleri
Elektrikli cihazlarla çalışırken tüketici güvenliğini sağlamak, elektrik tesisatı üreticileri ve operatörleri için öncelikli bir görevdir. Bu nedenle bu alanda bir dizi kural ve düzenleme geçerlidir. Ana olanları şu şekildedir;
- Metal gövdeli her şeyin topraklanması gerekmektedir. Örneğin; kazanlar, takım tezgahları, pompalar, aletler, ekipmanlar vb.;
- Devrenin pimleri ve bağlantıları, doğru malzeme ve çap seçimi ile sağlanan korozyon önleyici ve aşınmaya dayanıklı olmalıdır. Örneğin, bu amaçlar için genellikle en az 90 metrekarelik bir kesite sahip paslanmaz çelik kullanılmaktadır.
- Topraklama anahtarları her zaman nemli toprakta olmalıdır. Bunun için bölgenin coğrafi, iklimsel ve jeolojik özelliklerini dikkate almak ve metal elektrotlar için doğru derinliği seçmek gerekmektedir.
Bir kişiyi neden elektrik çarpar?
Topraklama yapılmadan kurulan bir elektrikli ev aletinde (örneğin bir çamaşır makinesinde), kablolamanın bütünlüğü bozulmaktadır. Farklı sebepler herhangi bir nedenle olabilmektedir. Bunlar;
- Doğal aşınma ve yıpranma, mekanik hasar, böcek veya kemirgen zararlıları.
- Sonuç olarak, ünitenin gövdesinde bir elektrik boşalması birikmektedir.
- Bir kişi cihaza dokunur ve elektrik çarpar.
Akımın, insan vücudunun bağlantılardan biri olarak hareket ettiği kapalı bir devre boyunca hareket ettiğini anlamak önemlidir. Diyelim ki, havada uçarsak, elektrik yaralanmaları bizim için neredeyse korkunç olacaktır. Pencerenin dışındaki kuşlara bakın: ölümcül tehlikeyi fark etmeden sessizce yüksek voltajlı kablolara oturmaktadırlar.
Bununla birlikte, kuşların aksine zeminde yürüyoruz. Bu da sıfır potansiyele sahip ideal bir nokta olarak kabul edilmektedir. İnsan vücudunun, doğa yasalarının gerektirdiği şekilde, bu iki noktadaki yüklü parçacıkların sayısını eşitlemek için, arızalı bir elektrikli cihazdan veya çıplak bir telden gelen elektrik akımının toprağa aktığı bir iletken görevi gördüğü ortaya çıkmıştır.
Topraklama nasıl çalışır?
Akım en az dirençli yolu takip eder. Topraklama işinin temelinde bu basit ilke yatmaktadır. Cildimiz metal bir telden daha yüksek bir dirence sahiptir. Bu nedenle enerjili bir yüzeye dokunduğunda akım bir kişiye zarar vermeden hemen toprağa girmektedir. Bellek işlemi hakkında anlamanız gereken ana şey budur.
Topraklamanın çalışmasını sağlayan bir faktör daha vardır. Nemli toprakta kalan akım, enerjiyi neredeyse süresiz olarak daha fazla aktaran iyonların zincirleme reaksiyonunu tetiklemektedir. Sürece ne kadar elektrik yüklü parçacıklar (iyonlar) dahil olursa, enerji o kadar hızlı aktarılmaktadır. Akım dağılır ve bu nedenle topraklama işleri de bir o kadar verimli olmaktadır. Burada, cihazının devresinde bulunan metal elektrotların yeterli çapının önemli bir rol oynadığını ekleyelim.
