Kasikci-Gaziantep-Seminer notlari
advertisement
10.01.2017 ELEKTRİK MESLEĞİ KONULARI Dünyada Norm Kuruluşları 1. Elektrik mesleğinde Norm ve Yönetmelikler 2. 10.01.2017 Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları IEC 60909-0 IEC, EN 3. Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri IEC 60 364-4-41 NEC-IEEE TSE 4. Kablo ve İletkenlerin Aşırı Akımlara Karşı Korunması IEC 364-4-43 BS, VDE 5. Elektrik Tesislerinde Gerilim Düşümü Hesabı IEC 60 364-5-52 6. Elektrik Tesislerinde Selektif Açma ve Koruma IEC 60 364-5-53: Elektrik Tesislerinde Cihazların Seçimi, Koruması ve Ayırması 7. AG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar IEC 60 364-5-54: Topraklama tesisleri, Koruma ve Potansiyel Dengeleme iletkenleri Binalarda Elektrik Tesisleri 8. İlk Denetleme ve Deneyler IEC 60 364-6 9.YG elektrik Tesislerinde Topraklama EN 50522, IEEE Std. 80 IEC 60 364 10. YKS tesisleri IEC 62305-3 11. AG ve YG’de Koruma 3 4 10.01.2017 IEC 60 364: Binalarda Elektrik Tesisleri IEC 60 364 Bölüm 7 - Özel tesisatlar veya yerler için özel kurallar; IEC 60364-1: Amaç, Kapsam, Dayanak ve Uygulama, Tanımlar Bölüm 2: Kısım 2: 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 IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm Bölüm 3: Kısım 30 Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi Bölüm 4: Güvenlik Önlemleri Kısım 41: Şok akımlara karşı güvenlik önlemleri Kısım 42: 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 Bölüm 5: Donanımın seçimi ve koruma için güvenlik önlemleri Kısım 51: Genel önlemlar Kısım 52: Kablo ve iletken tesisleri Kısım 53: Açma ve kontrol cihazları Kısım 54: Topraklama, koruma iletkeni ve potansiyel dengeleme iletkeni 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 55: Diğer elektrik malzemeleri Kısım 701: Banyo ve duş yerleri Kısım 710: Tıbbî yerler Kısım 7 . . . . . . .. Kısım 7 . . . . . . .. Kısım 718: Kalabalık topluluk-ların bulunduğu binalar, Kısım 7 . . . . . . .. 7- Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım Kısım 56: Güvenlik amaçlı kurulan elektrik tesisleri Bölüm 7: Özel tesisatlar veya yerler için özel kurallar 10.01.2017 Kısım 722: Uçan yapılar, gösteri amaçlı araba ve karavanlar IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm IEC 60 364 Bölüm 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım 7 - Kısım Kısım 7 . . . . . . .. 701 Küvet veya duşlu hacimler 702 Kapalı ve açık alandaki yüzme havuzları 703 Elektrikli Sauna ısıtıcılı hacimler 704 inşaat şantiyeleri 705 Tarım ve bahçe yapıları 706 Sınırlı hareket imkanı veren geçirgen ortamlar 710 Hastanelerde elektrik tesisatları 718 İnsan kalabalıklarının olduğu elektrik tesisatları 720 Yangın tehlikesi olan işletmeler 721 Karavanlar, Tekneler, Yatlar ve bunların Kamp Yerleri veya Yat Limanlarındaki enerji 722 Uçan Yapılar, Gösteri amaçlı araba ve Karavanlar 723 Deney düzenekli derslikler 724 Mobilya ve benzeri tefrişattaki elektrik tesisatı; örneğin, perde rayları, dekoratif kaplamalar 725 Yardımcı devreler 726 Kaldırma araçları 728 Yedek güç kaynakları 729 Şalt tesisleri ve dağıtıcıların montajı ve çalıştırılması 730 Boş duvarlarda veya yanıcı malzeme ile yapılmış binalarda iletkenlerin döşenmesi 731 Elektrik işletmeleri ve kapalı elektrik işletmeleri 732 Dağıtım şebekesinde yapı bağlantı kutusu 736 Yüksek Gerilim şalt sahasındaki alçak gerilim akım devreleri 737 Nemli ve ıslak hacimler; açıkhava tesisleri 738 Fıskiyeler 739 TN ve TT şebekelerde I∆n 30mA ile evlerde doğrudan dokunmaya karşı ek koruma IEC ve EN Normları, Türkiye’de Yönetmelikler IEC 60 364 Bölüm 1 - Kısım 10 Amaç, Kapsam, Dayanak ve Uygulama IEC 60 364 Bölüm 2 - Kısım 200 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 42 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 52 kablolar, iletkenler ve baralar IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 53 Ayırma, anahtarlama ve koruma Standartlar can ve mal güvenliği için en asgari kurallardır. Uygulanmaları zorunludur. Ankara Mart 2001 EİTY’nin uygulanması sakıncalıdır. IEC 60 364 Bölüm 5 - Kısım 54 topraklama, koruma iletkeni, potansiyel dengeleme 1896 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 1958 2006 5 6 10.01.2017 10.01.2017 Tanımlar Bilgisayar Programları Akım taşıyıcı iletkenler Trafonun yıldız noktası 1. Simaris Design (Siemens) 2. Doc Win (ABB) 3. ECODIAL (Schneider) 4. NEPLAN (ABB) 5. DigSilent (Fichter) 6. Sincal (Siemens) 7. ETAP Koruma iletkeni N Nötr iletkeni PEN iletkeni RB Dikkat: Koruma iletkeni Topraklama iletkeni değildir! RA İşletme topraklaması MCB RCD MCCB AFDD Potansiyel dengeleme iletkeni Topraklama iletkeni Koruma topraklaması Tanımlar Genel tanımlar, Topraklama tanımları, Hata akımı tanımları, Şebeke tanımları Faz iletkeni değildir! Otomatik sigorta Sıfırlama RST abc Mp Kısa devre akımları L1-N/ L2-N/ L3-N L1-L2 L1-L2-L3 L2-L3 PEN YG ELEKTRİK TESİSLERİNDE TOPRAKLAMALAR L1-L3 IB In 1-faz 2-faz İletken hatası UT Toprak IEC 60364-20 RB 7 3-faz Toprak kısa devresi ? Gövde hatası EN 50522 L1 L2 L3 N PE UF Toprak hatası ? RA 8 10.01.2017 10.01.2017 Kısa devre akımlarının önemi I AG Elektrik Sistemlerinde Kodlama AG’de Topraklama Yöntemleri Üç kutuplu kısa devre akımı panolarda dinamik " k3 PE L2 L3 TN Sistem Tek kutuplu kısa devre akımı son devrede " k 1min İşletme Cihazı L1 zorlamaları kontrol etmek için hesaplanır. I cn > I k" 3 I Akım Kaynağı TT IT Sistem Sistem TN-C-Sistem otomatik açmanın istenilen zamanda gerçekleşmesinin kontrolü için hesaplanır. TN-C-S-Sistem I k"1min > I a TN-S-Sistem N T N I T 1. Harf C S 2. Harf AG Elektrik Sistemlerinde yıldız noktası ve gövdeye bağımlı koruma çeşitleri AG Dağıtım şebekelerinin topraklama tipine göre sınıflandırılması: AG tesislerinde topraklama için: TT TN 1. Güç sisteminin (örneğin enerji kaynağı veya transformatörün) yıldız noktasının toprağa nasıl bağlandığı ve YBK APDB RB ETTY Üçüncü Bölüm Sayfa 153 Gövde hatası IT 2 . Tesisatın açıktaki iletken bölümlerinin (örneğin elektrik cihazları) toprağa nasıl bağlandığı İzolasyon göstergesi önemlidir. 9 10 10.01.2017 10.01.2017 Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları IEC 60364 Bölüm 4 - Kısım 41 Elektrik Çarpmasına Karşı Koruma IEC 60909-0 ETTY Üçüncü Bölüm Sayfa 153 Kısa devre akımının tesiste etkileri A.A etkilerinin akım-zaman bölgeleri (50 yıllık bir bilimsel araştırma) I cn > I "k 3 I’’k: Başlangıç kısa devre akımı F Ip: Tepe noktası Ik: Süregen kısa devre akımı RCD 10mA ip Ith I"k RCD 30mA 104 ms 5000 I cm κ = 1,02 + 0,98 ⋅ e −3 R / X AC-4-2 AC-4-3 Zaman t/s c ⋅U I "k3 = max n 3 Zk I " k 1 min = I "kEE = 0,85 ⋅ I "k3 I "kEEkablo = 0,5 ⋅ I "kEE 50V = 50mA 1000Ω 1000 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. 250Ω Ayak - ayak ca. 1000Ω 500 I "k 3 , I "k 2 Akım süresi t i p = κ ⋅ 2 ⋅ I k" I= AC-4-1 2000 I "k1 , I "kEE 200 100 50 20 10 ICE , I Rest I "k1 > I a 0,1 0,2 0,5 1 2 5 Vücut akımı IM mA Bölüm AC-1 Genellikle bir tepki yoktur c min ⋅ 3 ⋅ U n Bölüm AC-2 101 20 50 102 200 500 Bölüm AC-3 Genellikle zararlı Organik bir hasar olmaz. bir fizyolojik etki Geçici kalp kasılmaları, yoktur kaslarda kramp, nefes 103 2000 5000 104 Bölüm AC-4 Kalbin durması, Ağır yanıklar AC-4-1 5% Ventriküler fibrilasyon olasalığı AC-4-2 50% Ventriküler fibrilasyon olasalığı AC-4.3 > 50% Ventriküler fibrilasyon olasalığı almada zorluklar görülür (2 R1Q + 2 R1T + 2 R1L + R0T + R0 L ) 2 + (2 X 1Q + 2 X 1T + 2 X 1L + X 0T + X 0 L ) 2 11 12 10.01.2017 TT sistemin incelenmesi RT RL1 IEC 60364-20, 4-41 Dağıtım panosu L1 L2 L3 ta = 1 s N I∆ n 30 mA N SPE ≤ 25 mm 2 U RA ≤ T I ∆n 1. TT sistemde topraklama tesisatın ana öğesidir. 2. Toprak hatası akımı topraklama direnci tarafından tayin edilir.S ≥ 6 mm 2 PD Direnç toprağın cinsine, nemine, sıcaklığına ve topraklama tesisinin yapısına, şekline ve aşınma durumuna bağlıdır. RB RA IF = RA ≤ U0 RA + RB ZS ≤ U0 Ia RL2 EN 62606 -HD 60364-5-53 IEC 60364 Bölüm 4 - Kısım 42 APDB UL Ia U0 /V ta /s 230 0,2 400 0,07 Elektrik tesislerindeki temel sorunları söyle sıralayabiliriz: IEC 60364-20, 4-41 Dağıtım panosu L1 L2 L3 1. Temel (doğrudan) ve hata anında (dolaylı temasa) koruma tamamen garanti edilemedi. 2. 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 PE N PEN SPD ≥ 6 mm B/16 A RPE TN sistemin incelenmesi: ta = 5 s KABLO VE İLETKENLERİN ARK HATALARINA KARŞI KORUNMASI (AFDD) 40 A PE Dağıtım panolarında PE ve N klemensleri kesinlikle birleştirilmez. 2 Potansiyel dengeleme iletkenleri B16 A SPE = 1 SL 2 Ia APDB RA RB Temel topraklama 1. TN sistemde topraklama tesisatın ana öğesi değildir. 2. Hata akımı çevrim empedansı tarafından tayin edilir. 10.01.2017 ZS ≤ U0 Ia I " k1min > I a U0 /V ta /s 230 0,4 400 0,2 13 14 10.01.2017 10.01.2017 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 12. 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 10.01.2017 10.01.2017 Kablo ve İletkenlerin Aşırı Akımlara Karşı Korunması IEC 364-4-43 (HD 384.4.43 S1) Kısım 43 Yangın koruma şalterinin (cihazının) temel yapısı PEN (PE) L1 L2 Örnek: Bir son akım devresinin (Linye) korunması L3 Dağıtım panosu I k" 3 İletken/kablo değerleri Aşırı akım koruma cihazı değerleri Sigorta veya MCB: Kablo ve iletkenlerin aşırı akımlara karşı korunması için Koruma cihazının nominal akımı RCD/30 mA: İnsanı, canı ve malzemeyi korumak için kullanılır. AC tipinin kullanılması yasaktır. In I2 Koruma cihazının açma akımı AFDD: Kablo ve iletkenlerde oluşan ark hatalarını korumak için kullanılır. I a = 5.....20 ⋅ I n IB ≤ In ≤ Iz I 2 ≤ 1, 45 ⋅ I z 17 İşletme akımı, tasarım akımı IB I k"1min Çamaşır makinası Iz Ir İletkenin sürekli akım taşıma kapasitesi İletkenin çizelgeden okunan sürekli akım taşıma kapasitesi 1,45 ⋅ I z Kesiti etkileyen faktörler nelerdir? k ⋅S t≤ I 2 I z' 18 10.01.2017 SPD ne zaman tesis edilmelidir? 10.01.2017 Nasıl ve hangi koruma uygulanmalıdır? Elektrik Tesislerinde Kablo ve iletken seçimi Gerilim Düşümü Hesabı IEC 60 364-5-52 Bölüm 5-Kısım 52 19 20 10.01.2017 lmüsade = IEC 60 364 Kısım 41’e göre otomatik açma şartları Z Ana iletken Z Şebeke ZS DIN 18015 − 1 Elektrik Tesislerinde Selektif Açma ve Koruma Z Cihaz Z Pano kWh YBK Z S (mΩ ) ⋅1000 2 ⋅ Rl' 30°C Tçevre = 50°C DP IEC 60 364-5-53: Elektrik tesislerinde cihazların seçimi, tesisi, koruması ve ayırması l max ∆U ≤ 2,5% ∆U ≤ 0,5% IEC 60364 − 5 − 52 ∆U ≤ 5% ∆ U ≤ 8% IEC 60 364 Kısım 52 ve DIN 18015-1’e göre gerilim düşümü T Q Q ∆U = 2 ⋅ l AC −1~ ⋅ I b ⋅ cos ϕ κ ⋅S ∆U = 10.01.2017 IEC 60 364-7-710: Tıbbi yerler IEC 60 364-7-718: Kalabalık toplulukların bulunduğu binalar 3 ⋅ I b ⋅ l AC −3~ ⋅ cosϕ κ ⋅S Türkiye‘de gerilim düşümü hesabı hesabı Aşırı Akım Koruma Cihazları Monofaze (tek faz) 200 x N x L N x L %e = = 0,074 x 2 S 56 x S x U Trifaze (üç faz) 100 x N x L N x L %e = = 0,0124x 2 S 56 x S x U IEC EN 60269 N : güç kW S : Kesit mm2 L :Uzunluk m U :Gerilim V (220 V, 380 V) k : 56 E gG MCCB IEC EN 60947 Güç N değil P’ dir. Gerilim düşümü ∆u’dur!!! MCB AFDD IEC EN 60898 IEC EN 61008-1 RCD (KAR) 21 22 10.01.2017 10.01.2017 Yanlış tesis YBK E Yük şalteri Çözüm önerisi DP RCD MCB AFDD Kaynak: MISEM ve Enerji Bakanlığı Yayınları Çözüm nedir? AG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar IEC 60364-54 E – Tip seçici CB Topraklamalar Yönetmeliği ÜÇÜNCÜ BÖLÜM Alçak Gerilim Tesislerinde Topraklama Alçak Gerilim Tesislerinde Dolaylı Temasa Karşı Koruma Madde 8 DIN 18014 23 24 10.01.2017 10.01.2017 Topraklama tanımları ve çeşitleri Topraklama ve Potansiyel dengeleme YG AG Bazı Avrupa ülkelerinde, USA’da ve Türkiye’de Topraklama direncleri değerleri L1 L2 İşletme Topraklaması L3 Koruma Topraklaması PE N Koruma iletkeni APDB Koruma potansiyel dengeleme gerilim iletkeni Aşırı koruyucuları 5. Topraklama iletkeni 1. 2. 3. 4. Koruma Topraklaması İşletme Topraklaması Fonksiyon Topraklaması Direk Topraklaması YKS Topraklaması Açık topraklama Topraklama direncinin değeri hiç bir anlam ifade etmiyor! Sadece bir fikir edinmek açısından ölçülür! 25 26 10.01.2017 10.01.2017 Alman normu VDE 0100 Türkiye’de yanlış tercüme edilmiş ve uygulanmıştır. Sıfırlama şartları (TN sistem) ile koruma topraklaması (TT sistem) şartları birbirine karıştırılmıştır. Tüm bu veriler Amerikan Standartlarından alınmadır Şimdi bunları inceleyelim. VDE 0100 § 9 Schutzerdung (Koruma topraklaması) Türkiye’de istenen topraklama dirençleri Direkler < 20 Ω İşletme topraklaması <2Ω Koruma topraklaması < 200 Ω ve < 0,3 Ω Koruma topraklaması <5Ω Parafudr topraklaması < 0,5 Ω İndirici merkezler <5Ω Transformatör direkleri <5Ω VDE 0100 / 5.73 RB 27 28 10.01.2017 VDE 0100 § 10 Nullung (Sıfırlama) 10.01.2017 VDE 0100 / 5.73 TT ve TN Sistemde Potansiyel dağılımı TN-Sistem TT-Sistem AG’de Yıldız Noktası Topraklaması TT ve TN Sistemde Potansiyel Dağılımı TT Sistemin TN Sisteme Çevrilmesi AG’de Yapı Bağlantı Kutusu ve Pano uygulaması 29 30 10.01.2017 Yapı bağlantı kutusunda TT ve TN sistemlerin uygulanması TN-C-Sistem TN-S-Sistem TN-S-Sistem 10.01.2017 TN-C-S-Sistem Bina içinde Bina dışında TT-Sistem RCD L1, L2, L3 PE N FRE L1, L2, L3 und der PEN YBK * N L1 L2 L3 PE APDB Enerji girişi * L1, L2, L3 , N, PE(N) Temel topraklama TT-Sistem TN-S-Sistem Tali pano L1, L2, L3 L1, L2, L3, N und der PE L1, L2, L3 PE N FRE N L1 L2 L3 PE YBK RCD RCD L1, L2, L3 , N, PE * N L1 L2 L3 PE * PE N FRE L1, L2, L3, N * * L1, L2, L3 , N, PE Ana dağıtım panosu Enerji girişi APDB 31 32 10.01.2017 TT Sistemde hata akımı TT Sistem YBK RB TT Sistem Yük RB YBK APDB RB RA TN Sisteme çevrildi YBK Yük 10.01.2017 Yük APDB RA TN Sisteme çevrildiğinde hata akımı YBK APDB RB RA 33 Yük APDB RA 34 10.01.2017 10.01.2017 Temel topraklama TT sistemden TN sisteme geçmek için 1. Kendisine ait transformatör dağıtım şebekesinde 2. Ayni kesite ait 4 lü beslemelerde Bağlantı klemensleri Topraklama filizi ADB RE ≈ D= Mesafe tutucu 2 ⋅ ρE π .D 4⋅ L⋅B π Çelik donatımlı temel topraklayıcıya örnek FE – Çubuk 10 mm veya – Şerit 30 x 3,5 mm Temel topraklamaya kazık çakılması anlamsızdır!! Yeni formül: uygulanabilir. RE = ρE π.d d = 1, 57 ⋅ 3 V TN-Sistem L1 L2 L3 1 1 1 IF IF IF PEN RB Topraklama uygulamaları RA IF IF IF Potansiyel dağılım TT-Sistem 1 1 1 RB 1 PE RA 35 36 10.01.2017 10.01.2017 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 10.01.2017 10.01.2017 3. Yüksek geçiş direnci olan yerlerde topraklama Topraklama filizi APDB’na bağlanır 1. DIN EN 0206 ve DIN 1045-2 göre geçirimsiz beton (Tanklama) 2. 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 Yönetmelik Şekil L.6 NIRO (V4A), Malzeme Nr: 1.4571 Temel plakası Temiz tabaka Yeni Topraklama Normu Ana potansiyel dengeleme barası Yer yüzeyi En yüksek su seviyesi ve basınca dayanıklı iletkenleri duvar girişi Potansiyel dengeleme bağlantılarının sürekliliğinin Potansiyel ölçülmesi zorunludur. dengeleme iletkeni Değer < 0,2 Ω olmalıdır. Halka topraklayıcı Hasıra bağlantı 39 Bağlantı klemensi Toprak Hasır 40 10.01.2017 10.01.2017 Topraklayıcı özellikleri: Yeni topraklama normuna göre (2014): Yüksek geçiş direncinin olduğu yerde korozyona dayanıklı halka topraklama tesis edilmeli, halka değeri 20 m, YKS kurulduğunda 10 m olmalıdır. Halka topraklama yapıldığında fonksiyon potansiyel dengeleme iletkeni (20 m x 20 m) temele tesis edilmeli ve her 2 m de demirlere bağlanmalıdır. Topraklama tesisi uzman bir firma tarafından yapılmalı ve her iş fotograflanmalıdır. Fonksiyon potansiyel dengeleme iletkeninin geçiş direnci ≤ 0,2 Ω dan az olmalıdır. 1. Galvanize çelik • Korrozyona karşı dayanıklı. • Kimyasal olarak paslanır. • Orta derecede elektrik iletken. 2. 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. 542.3 Topraklama iletkeni kesiti Temel topraklamanın altı önemli fonksiyonu vardır: Mekanik korumadan ve korozyondan dolayı topraklama iletkeni kesiti en az • 6 mm2 bakır • 35 mm2 Aluminyum ve • 50 mm2 çelik olmalıdır. 1. 2. 3. 4. 5. Gerilim terazisi için kullanılır. Binada potansiyel dağılımı düzenler YKS için topraklayıcı olarak kullanılır. Binada EMC için düzenli potansiyel sağlar. TT sistemde güvenlik ve korumanın ana öğesidir. 6. TN sistemde potansiyel dengeleme için önemlidir. Açma için hiç bir önemi yok. 542.4 Ana potansiyel dengeleme barası Her tesiste bir tane ana potansiyel dengeleme barası olmalıdır. 41 42 10.01.2017 543 Koruma iletkeni kesit hesabı 10.01.2017 543.6 Koruma iletkeni akımları Çizelge 54.3 –En küçük koruma iletkeni kesitleri Koruma iletkeni kesiti SPE mm² Ana dış iletken kesiti SL mm² Koruma iletkeni ile ana dış iletken ayni malzemeden SL ≤ 16 SPE = SL 16 < SL ≤ 35 16 SL > 35 Ayrı malzemeden olursa k1 k2 k1 k2 SL k1 2 k2 • Binalarda kaçak (parazit) akımlar • SL • 16 • SL • Harmonikler 2 • Nötr Topraklaması - k1 : Dış iletken - k2 : Koruma iletkeni değerleri Ek A ‘da verilmiştir. • N ve PE arasındaki ölçümler Kaçak akımların etkileri TT sistemde koruma iletkeni kesiti işletme ve koruma topraklamanın ayrı yapılması halinde 25 mm2 bakır ve 35 mm2 aluminyum ile sınırlanabilir. 0,1 < t ≤ 5 s kadar kesit hesabı: Elektronik kartlar S= I 2F ⋅t k S : İletkenin kesiti (mm2) Kalorifer boruları I : Hata akımı (A) k : Malzeme katsayısı ( A s ) mm 2 t : Açma süresi (s) t ≤ 0,1 s kadar kesit hesabı: I F = I D alınmalıdır. Su borusu 43 44 10.01.2017 Bilgisayar kablosu 10.01.2017 Kaçak akımların etkileri Bilgi-işlem dairesinde topraklama iletkeni Merkezi topraklama sistemi Bilgisayar güç kaynağı Hata akımının sonuçları: Yangınlar-Küflenme- Bilgi işlem inforamsyon kaybı-hatalı fonksiyonlar – İnsanlar üzerinde etkiler Linye Hata akımı MTS = Faz akımının ancak 0,2 – 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 10.01.2017 10.01.2017 1 ve 3. Harmonikler 3 fazlı sistemlerin yüklenmesi 120 100 80 60 40 20 0 -20 15° 30° 45° 60° 75° 90° 105° 120° 135° 150° 165° 180° 195° 210° 225° 240° 255° 270° 285° 300° 315° 330° 345° -40 -60 -80 -100 -120 Asimetrik lineer yük Nötr iletkenin yüklenmesi 3 fazlı sistemler ve Fourier serileri Simetrik lineer yük Asimetrik lineer olmayan yük Sinüs eğrisi 150 Hz 47 50 Hz 48 10.01.2017 10.01.2017 Dimmer Flörosans lamba Hinweise: • Klirrfaktor: 0,528 20 W Güç kaynağı Ev cihazları 25 W Lamba 200 V/Div. 0,2 A/Div. 5 ms/Div. Max. 80 W 49 40 W Televizyon 200 V/Div., 2 A/Div., 5 ms/Div. 20 W Tasarruf lambası 200 V/Div. 0,5 A/Div. 5 ms/Div. 50 10.01.2017 10.01.2017 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. 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. Harmonikler Örnek: Tesis şekli, C metoduna göre duvar üzerine tutturulmuş, üç fazlı, PVC yalıtımlı, dört damarlı bir kablonun 39 A taşıdığı farzedilsin. Çözüm önerileri 51 52 10.01.2017 10.01.2017 VDE Seminar 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 mm2’lik kablo yeterlidir. Eğer % 20 üçüncü harmonik varsa 0,86 zayıflatma faktörü uygulaması ile yük akımı 39 / 0,86 = 45 A’e yükseltilir. Bu yük için 10 mm2’lik kablo gerekir. 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 mm2 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 mm2 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 10.01.2017 10.01.2017 Gevşek bağlantı olup olmadığını kontrol ediniz. Normal işletmede 10 mA’ geçen akımda kesit yükseltilmelidir. Ortak Nötr iletkeni kullanmayınız. Sistemde dengeli besleme sağlanmalıdır. 3. Harmonikler ölçülmelidir. Nötr ve koruma iletkenin irtibatlı olup olmadığını kontrol ediniz. Nötr iletkeni üzerinden geçen akım kontrol edilmeli ve kesit yükseltilmelidir. Her Linye için ayrı hat çekiniz. Fazla yükleri ve fazlar arasındaki etkileşimi en aza indirin. L-N arasındaki gerilim ölçülür. İletken uzunluklarını kontrol ediniz (ZL). 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. 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 10.01.2017 544.1 Koruma potansiyel dengeleme iletkeni kesitleri (Dİ) 10.01.2017 EVSEL VE KÜÇÜK TÜKETİMLİ TİCARİ TESİSLERDE DOĞAL GAZ İÇ TESİSAT TEKNİK ŞARTNAMESİ Koruma potansiyel dengeleme iletkeni kesiti en az KPDİ olmalıdır. TOPRAKLAMA VE ÖLÇMELER Kalorifer • 6 mm2 bakır • 16 mm2 Aluminyum • 50 mm2 çelik KPDİ KPDİ APDB Temel topraklama Metal borular Enerji Odası ve Uygulaması EVSEL VE KÜÇÜK TÜKETİMLİ TİCARİ TESİSLERDE DOĞAL GAZ İÇ TESİSAT TEKNİK ŞARTNAMESİ 57 58 10.01.2017 10.01.2017 Çizelge-12:TT sistemlerinde hata akımı koruma düzenlerinin anma hata akımı ve işletme elemanlarının gövdelerinde izin verilen en büyük topraklama dirençleri (RCD için) Doğalgaz boru sistemi ölçümleri Topraklama dirençleri İşletme elemanlarının gövdelerinde ölçülen izin verilen en büyük topraklama dirençleri Anma hata akımı RA I ∆n 10mA 30mA 100mA 300mA U T = 50V 5000Ω 1666Ω 500Ω 166Ω 2500Ω 833Ω 250Ω 83Ω U T = 25V 25 V dokunma gerilimi normlardan kalkmıştır! Selektif S RCD için verilen değerler RA U T = 50V 83Ω Bu çizelge teorik değerleri vermektedir. Kuru ve nemli toprak arasında ölçülen değerler arasındaki fark beş kat artabilir. Bu ölçüm doğru değldir. Doğal gaz boruları topraklanmaz, potansiyel dengeleme barasına bağlanır. Çizelge-11:TT sistemlerinde açma zamanlarına karşı düşen açma akımları için izin verilen en büyük topraklama dirençleri (sigorta ve kesiciler için) 230V 50Hz In Aşırı akım koruma cihazları (MCB, MCCB) AG gG, gM sigortaları Ia RA B RA Ia=5 In MCCB C RA Ia=10 In RA Ia=11 In A Ω A Ω A Ω (5 s) UL=50V A Ω UL=25V A 10 47 1,1 0,53 50 1,0 100 0,50 110 0,42 16 65 0,77 0,38 80 0,63 160 0,32 192 0,26 Ω Topraklama hesapları RA MCCB (güç kesiciler) için firmalardan açma katsayısı istenmeli ve topraklama direnci hesaplanmalıdır. +% 20 hata faktörleri dikkate alınmalıdır. 59 60 10.01.2017 10.01.2017 Çeşitli topraklama elektrotları ve yayılma dirençleri Derin topraklayıcı d l RA ≈ n 1 Birden fazla Yüzeysel (şerit) d topraklayıcı b d s l ρE d= b b l Halka topraklayıcı Bina Yaklaşık formül 2 ⋅ (b + s ) RA = π ρE 2⋅l RA = + ln 2 ⋅ ln π ⋅l d b 60° Yıldız topraklayıcı k = 1⋯ 2 RA ≈ Gözlü topraklayıcı b a/l = 3 RA ≈ l ρE 2⋅l ⋅ ln π ⋅l d D= (2t )2 + 1 + 1 2 2 2 (2t )2 + 1 − 1 2 2 2 ρE d = 1, 57 ⋅ 3 V π.d 4⋅l ⋅b π ρE + 2⋅D ρE ρE lToplam 2⋅ D ρE π 4 Yaklaşık formüller A U Göz 2 ⋅ D ≈ UE lToplam RA = U Göz a UE ≈ ρE ⋅ I E U Göz ≈ 2D ρE ⋅ IE lToplam ρE 4r + ρE lToplam r : eşdeğer yarıçap (D/2) Koch yöntemi: b D ρ 2π .D R E = 2 E . ln d π .D RA ≈ ρE l2 ⋅ ln 2π ⋅ l 0,009 ⋅ t ⋅ d Laurent yöntemi: Gözlü topraklayıcı 2 ⋅ ρE 4⋅l ⋅b RA = ,D= π ⋅D π l2 RA = ρE 2D ⋅k l1 ≥ 10 k = 1,3 a l1 ≥ 20 a k = 1,2 l1 Schwarz yöntemi: l ρE R ≈ ⋅k D = 1,13. A A 2π 2 ⋅ D RA = U Göz l RE = Temel topraklayıcı 4⋅l ⋅ ln d 1 d = ⋅b 2 t Topraklayıcı Toprak içinde s l 2π ⋅ l 1 RA ≈ k ⋅ ⋅ RA tek n a 4 Yüzeysel ρE RA−Tek = 1) Gözlü topraklayıcı: Semboller: h: gömülme derinliği 2) Çubuk topraklayıcı: d: gözlü topraklayıcıda l ρ 2l 2 Rg = E ⋅ ln + k1 − k2 Rk = ρ E ⋅ ln 8l − 1 + 2k1l ( n − 1) iletken çapı veya bir πl A 2πnl d A d ⋅h k ≈ 15⋯ 20 2.ρ E RE ≈ 3.D 3) Karşılıklı etki direnci: REtki = 61 4) Eşdeğer yayılma direnci: Rg ⋅ Rk − R l ρ E 2l g ⋅ ln + k1 g − k1 + 1 REşşdeğş = πlg lk A Rg + Rk − 2 Rm 2 m çubuğun kesit çapı n: iletken sayısı l: bir çubuğun uzunluğu 62 10.01.2017 10.01.2017 TT sistemde koruma iletkenin (PE) kesit hesabı Bir akım devresine AKC veya RCD tesis edilirse topraklama direnci kaç Ohm olmalıdır? 400/230V R=1 Ω L1 L2 L3 N S PE = 57,5 2 A 2 ⋅ 5s 143 A s / mm 2 P=160 kW 295A S= S= I ⋅t k 2 2650 2 A 2 ⋅ 5s 115 RB A s mm 2 = 51,5 mm 2 RQ, XQ RA = 1 Ω RT, XT RL A1, XL A1 L1 L2 L3 N C16A U 230V ZS ≤ 0 = = 1, 4 Ω Ia 160 A B16A U 230V ZS ≤ 0 = = 2,8 Ω Ia 80 A f = 0,89 fT = 0,95 (35 0C) IZ= 332A NYY-J 3x185/95 mm2 SPE = ? Örnek: Aşırı akım koruma cihazı tesis edilirse L1 L2 L3 PE N 200A - 320A 230V = 57,5 A 4Ω M 3∼ Mekanik korumadan dolayı koruma iletkeni kesiti 2,5mm2 seçilmiştir. TN sistemde koruma iletkenin (PE) kesit hesabı 400A Ia= 2650 A (5s) IF = S PE = 2,5 mm 2 RB = 2 Ω PEN = 0,89 mm 2 SPE = ? M 3∼ P=160 kW 295A RB = ? IH = U0 RA + RB + Z iç C, B RL A2 XL A2 M 1~ IH RL PE XL PE RA = ? Koruma iletkenin kesit hesabı yerine normlarda belirtilen değerlerin alınması önerilir (bak IEC 60364 Kısım 5-54). 63 64 10.01.2017 Bir binaya temel topraklama tesis edilecektir. Aşağıdaki değerler ile topraklama direncini hesaplayalım. Örnek: RCD/300 mA tesis edilirse RT, XT RQ, XQ 10.01.2017 RL A1, XL A1 L1 L2 L3 N 50V U RA ≤ T = = 166,66 Ω I ∆n 300mA RA = 22 Ω RL A2 XL A2 M 1~ 20 m x 20 m ρ E = 1000 Ωm RA ≤ ρ E = 150Ωm Binanın uzunluğu L = 12m Binanın genişliği B = 8m Temel topraklayıcının eşdeğer çapı: IH RL PE XL PE 4⋅ L⋅ B D= RA = ? RB = ? Toprak özğül direnci: π alınmıştır. Önemli not: Toprak özğül direnci tesis yerinde muhakkak ölçülmelidir. = 11Ω Temel topraklayıcının genişleme direnci: ρE RTT = 2⋅ D 2 ⋅ ρ E 2 ⋅150Ωm = = 8,68Ω π ⋅D π ⋅11m bulunur. Elektrik Tesislerinde Topraklama Yönetmeliği Madde 8.4ii’ye göre: Topraklama hesaplarına örnekler: 1) RA ⋅ I a ≤ U L eski 2) ( R A + RB ) ⋅ I a ≤ U 0 yeni Koruma düzeni, artık (kaçak) akım koruma rölesi olduğunda I a = I ∆n olacaktır. Bu durumda topraklama direnci: RA ≤ UL 50V ≤ ≤ 1,66kΩ I ∆n 30mA R A ≥ RTT D= olarak hesaplanır. olması şartına göre 1,66kΩ >> 8,68Ω 4⋅ A π Yönetmelik koşulları yerine getirilmiştir ve korunma sağlanmıştır. Bu çok anlamsız bir hesaptır!!!! 65 66 10.01.2017 Türkiye’den bir örnek 10.01.2017 AG Elektrik Tesislerinde Ölçme ve Denetleme IEC 60364-600 Topraklamalar Yönetmeliği 26571 adet kazık Topraklama Tesislerinde Ölçmeler ETTY Sayfa 161 Madde 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: 2m re = A π = 16mx12,5m π = 7,98m Bir gözün uzunluğu: 16m l göz = (2m + 2,5m ) ⋅ 2 = 9m Tüm gözlerin uzunluğu: lToplam = 208,5m Topraklama dirençi (Laurent formülü ile): 2,5m 12,5m EN 50522’e göre: RGöz = RGöz = ρE 4re + ρE 2⋅ A ρE lToplam = = 150Ωm 150Ωm + ≈ 5,47Ω 4 ⋅ 7,98m 208,5m 150Ωm = 5,3Ω 2 ⋅ (16m ⋅12,5m ) 67 68 10.01.2017 10.01.2017 69 70 10.01.2017 10.01.2017 İlk ölçümler SORU: Koruma iletkeni PE direnci < 1,0 Ω AG elektrik tesislerinde hangi ölçümler yapılmalıdır? Otomatik açma ile koruma ? İstenilen değerler nelerdir? Potansiyel dengeleme iletkeni direnci < 0,1 Ω RCD ölçümü ? ta-I∆n ta-Ia Gerilim polaritesi ölçümü Kablo ve iletkenlerin yalıtkanlık direnci Ölçme gerilimi direnç 500V ≥ 1 MΩ Ω Topraklama direnci ölçümü ? Döner alan ölçümü Yalıtkan zemin ve duvarlar <500V a kadar ≥ 50 kΩ Ω MEGER devri bitmiştir. Madde 7- Topraklama Tesislerinde Muayene, Ölçme ve Denetleme Madde 10-a) 1. Ana ve tamamlayıcı potansiyel dengeleme, koruma iletkenlerinin sürekliliği, 2. 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 72
