Pek çok usta topraklamanın gerçek rolünü açıklayamayabilir, ne kadarını biliyorsun?
Her şeyden önce, topraklamanın amacının ne olduğunu bilmemiz gerekiyor! Aşağıdaki resme bakın:
Dikkatlice gözlemleyin, sağdaki akü negatif devresinde bir topraklama işareti olduğunu göreceğiz. Bu, akünün negatif elektrotunun sıfır potansiyelde olduğunu ve tüm devre için voltaj referans noktasını tanımladığını gösterir. Bu tür topraklamaya çalışma topraklaması denir ve çalışma topraklamasının amacı, sistem için sıfır potansiyel noktası oluşturmaktır.
Bu resimde T, güç trafosunun alçak gerilim tarafı sargısıdır. Alçak gerilim sargısının nötr teli çalışma topraklamasını uygular, toprağa dikkat edin. İş topraklandıktan sonra nötr çizgiye öncülük ediyoruz, ünlü nötr çizgidir, sembol PEN'dir ve tanımlanan isim koruyucu nötr çizgidir. Not: Şekildeki güç dağıtım sisteminde, çalışan topraklama ile hattaki çeşitli yerlerin toprak potansiyelleri nettir ve kaymayacaktır.
Şekildeki yük dirençleri Ra, Rb ve Rc eşit değildir, sıfır hattı topraklanmamışsa, terminal potansiyeli sıfır potansiyel noktasından sapacaktır. Çalışan topraklamayla, nötr hattın potansiyeli zorla dünyanın sıfır potansiyeli ile sınırlandırılır. Topraklama çalışmanın amacı budur.
Bu resimde, transformatörün alçak gerilim yan sargısının nötr telinin N çalışma için topraklandığını ve bir PEN nötr tel şeklinde dışarı çıktığını görüyoruz. Yük tarafının giriş ucunda, nötr hattın tekrar tekrar topraklandığına dikkat edin, bunun amacı nötr hattın sonundaki potansiyelin hala sıfır olmasını sağlamaktır. Bu, sıfır potansiyelinin sıfır çizgisinin sonunda sapmasına neden olmak için sıfır çizgisinin çok uzun olmasını önleyebilir ve sıfır potansiyelinin sıfır çizgisinin kesilmesi nedeniyle sapmasını önleyebilir.
Önemli bir gerçeğe dikkat edin: Sıfır hat potansiyeli sıfır olmasına rağmen, sıfır hat akımı hiç etkilenmez. Yani sıfır hat akımının büyüklüğünün sıfır hat potansiyelinin sıfır olmasıyla hiçbir ilgisi yoktur! nasıl yani? Çünkü nötr hattın voltajı, Ohm yasası tarafından tanımlanan voltaj değil, düğüm voltajıdır. Nötr hat voltajı Kirchhoff'un ikinci yasası KVL'yi izler, ancak Ohm yasasına uymaz.
Bu resim TN-C topraklama sistemidir. Şekilde soldan ilk yükte, nötr telin önce elektrikli ekipmanın metal kabuğuna, ardından nötr tel terminaline sokulduğunu, dolayısıyla elektrikli ekipman kabuğunun potansiyelinin sıfır olduğunu görüyoruz. Bu bağlantı yöntemine koruma bağlantısı sıfır denir.
Sıfır bağlantıyı korumanın amacı nedir?
Bir: Kabuk sıfıra bağlandığından, elektrikli ekipmanın içinde canlı bir tel çarpışma kazası varsa, kabuğun potansiyeli sıfırdır. Şu anda birisi elektrikli ekipmanın kabuğuna dokunuyorsa, kabuk sıfır potansiyelde olduğundan kişisel güvenlik garanti edilir.
İkincisi: Nötr akımın nötr voltajla ilgisi olmadığını unutmayın. Yukarıda bahsedilen kabuk çarpışma kazası meydana geldiğinde, sıfır akımın bağlanması, canlı tel ile nötr tel arasındaki bir kısa devreye eşdeğerdir, bu nedenle hattaki koruma cihazı (devre kesici veya sigorta), arıza hattını kesmek için hat koruması gerçekleştirecektir.
Bu resimde, transformatörün alçak gerilim tarafı sargısının topraklandıktan sonra, nötr bir tel N şeklinde dışarı çıktığını görüyoruz. Diğer bir deyişle, TT topraklama sistemi bir çalışma alanına sahiptir.
Elektrikli ekipmanın kabuğu ayrı olarak topraklanmıştır ve N kablosuyla hiçbir ilgisi yoktur. Bu tür topraklamaya koruyucu topraklama denir.
Elektrik teçhizatının mahfazası koruma için topraklandıktan sonra, bir kabuk çarpışma kazası durumunda, elektrikli teçhizatın mahfazası sıfır potansiyelde olduğundan kişisel güvenlik koruması sağlanır. Aynı zamanda, arıza akımı, topraklama ızgarasından geçen ve transformatörün nötr noktasına geri dönen bir toprak akımı oluşturur. Topraklama şebekesinin büyük empedansı nedeniyle, arıza akımı küçüktür ve devre kesici veya sigorta, hat korumasını gerçekleştirmek için etkinleştirilemez. Şu anda, hat korumasını gerçekleştirmek için sisteme bir kaçak koruyucu takılması gerekmektedir.
Genellikle kaçak koruyucunun çalışma akımı 30mA olarak ayarlanır.
IEC, TN-S topraklama sistemi olan güç dağıtım sisteminin topraklama gereksinimlerini karşılamak için başka bir topraklama formu önerdi.
Şekildeki transformatörün nötr noktasına dikkat edin, çalışma ve topraklamadan sonra nötr hat N ve koruma hattı PE şeklinde dışarı çıkar. Yük tarafında, yükün kabuğu PE teline bağlanır. PE teli topraklama teli olduğu için, elektrikli ekipmanın bu tür korumasına koruyucu topraklama da denir.
TN-S koruyucu topraklama ile TT koruyucu topraklama arasındaki fark nedir? TN-S topraklama sistemindeki elektrikli ekipmanın kabuğu bir kabuk kazasıyla karşılaştığında, arıza akımı PE topraklama kablosu boyunca güç kaynağına geri döner ve hat empedansı çok küçüktür. Topraklama kablosu PE ve nötr tel N güç kaynağı tarafında birbirine bağlandığından, toprak akımı faz kablosunun N kablosuna olan kısa devresine eşdeğerdir ve arıza akımı nispeten büyüktür ve hat korumasını gerçekleştirmek için hattaki koruma cihazını başlatabilir. Aynı zamanda TN-S topraklama sistemi kaçak koruyucularla kurulabilir. TN-S topraklama sistemindeki kişisel güvenlik koruması, diğer topraklama sistemlerinden çok daha mükemmeldir.
Şunu belirtmek gerekir: IEC tarafından belirtilen X-fazı X-hattının hat sisteminde, "X-çizgisi", normal çalışma sırasında içinden akımın geçtiği hattı ifade eder. Normal çalışma sırasında PE telinden akım geçmez, bu nedenle bu bir tel değildir. Bu nedenle, TN-S topraklama sistemi üç fazlı dört telli bir sistemdir.
IEC ayrıca bir TN-C-S topraklama sistemi oluşturmak için TN-C sistemini TN-S topraklama sistemiyle birleştirdi.
Şekildeki yüke dikkat edin.Soldaki elektrikli ekipman koruyucu sıfır bağlantısına aittir ve sistemde nötr hat PEN vardır; sağdaki elektrik ekipmanı koruyucu toprağa aittir (koruma PE topraklama kablosuna bağlıdır) ve yerel sistemde nötr kablo yoktur. , Sadece nötr kablo N ve topraklama kablosu PE.
Genel olarak, nötr tel nötr tel N ve topraklama kablosu PE olarak bölündüğünde, ayırma noktasının tekrar tekrar topraklanması gerekir.
Bir ev güç dağıtım sisteminin TN-C-S topraklama sistemi şemasına bakalım.
Resimde güç transformatörü T'yi görüyoruz, nötr kablosu topraklanmış ve sonra PEN nötr tel şeklinde dışarı çıkar. Aynı zamanda, ana devre kesiciye üç fazlı kablolar yerleştirilir. Ana devre kesicinin alt ucunun çıkış tarafında, üç fazlı kablolar (canlı kablo) ve PEN kablosu (sıfır kablo) kablo aracılığıyla ev güç dağıtım girişine yönlendirilir. Buradaki topraklama sistemi TN-C topraklama sistemine uygundur.
Ev güç dağıtımının girişinde, nötr tel PEN önce tekrar tekrar topraklanmış yassı çelik LEB'ye bağlanır ve burada ikiye bölünerek PE topraklama teli ve N nötr tel olur. Buradan topraklama sistemi TN-S olur. TN-C'nin kablolarını değiştirerek elde edildiğinden, IEC ona TN-C-S topraklama sistemi adını verir.
Resimdeki faz hattı ana şalter QF0'dan geçtikten sonra, nötr hat ile birlikte watt-saat sayacına sokulur. Watt-saat sayacı çıkışında sistemin faz teli L, nötr teli N ve PE topraklama teli birlikte eve girerek evimizin dağıtım kutusuna ulaşır.
Ev dağıtım kutusunda, bir ana gelen anahtarı, bir ana kaçak anahtarı ve birkaç besleyici anahtarı takılıdır. Resimdeki buzdolabı, en sağdaki besleme devresinin ucuna bağlanmıştır. Buzdolabının dış kabuğunun PE topraklama kablosuna bağlı olduğunu görüyoruz.
Buzdolabının kabuğu bir kaza geçirdiğinde, arıza akımı PE topraklama kablosundan akacak ve faz telindeki akım da artacak, böylece ana hat anahtarındaki kaçak koruyucu koruma eylemlerini gerçekleştirecek ve ana şalteri açmaya yönlendirecektir; Aynı zamanda, buzdolabı devresinin besleme anahtarı da atacaktır. Tasarladığımız toplam kaçak anahtarının çalışma süresi besleme anahtarının biraz gerisinde kaldığından, önce buzdolabı devresinin bulunduğu besleme anahtarı açılacak ve böylece üst ve alt anahtar eylemlerinin seçiciliği elde edilecektir.
