Elektrik sistemlerine nötr bağlantısını eklemek için topraklama trafosu eklemek en uygun çözümdür. Nötr bağlantısı bulunmayan, üçgen veya yıldız noktası yalıtılmış sistemlerde arızanın hangi fiderden geldiğini bulmak oldukça zordur. Faz-toprak arızasının oluştuğu bir sistemde eğer arıza temizlenmezse faz-faz arızaları meydana gelebilir ve ayrıca sistemde dolaşan arıza akımı sistemin izolasyonu üzerindeki stresi arttırır. Aralıklı olarak oluşan arızalar ise sistemde geçici aşırı gerilimlerin oluşmasına sebep olabilir.
Yalıtılmış sistemleri topraklamak ve/veya bir nötr noktası elde etmek için topraklama trafosu kullanılır. Şekil 1’de de görüldüğü gibi en yaygın kullanılan topraklama trafosu tipleri zig-zag ve yıldız-üçgen bağlantılı olanlardır.
Şekil-1
Dağıtım sistemlerinde kullanılan topraklama trafoları yıldız veya üçgen bağlı sistemlerde faz-toprak yolunda düşük empedans göstererek sistemin nötr geriliminin toprak gerilimi seviyesinde kalmasını sağlarlar ve sıfır bileşen akımı için kaynak oluştururlar. Yalıtılmış sistemlerde ark hatalarından meydana gelen geçici aşırı gerilimler görülebilir. Sistem bu şekilde çalışmaya devam edecektir ancak arızasız fazlarda gerilim kök 3 katı kadar artacaktır ve bu gerilim de trafonun izolasyonu ve diğer ekipmanlarda %173 kadar bir zorlanmaya sebep olacaktır.
Şekil 2’de ki devre şemasında topraklama trafosunun arıza akımını nasıl toprakladığı görülmektedir. Topraklama trafoları dağıtım şebekesinin tek toprak kaynağıdır ve dağıtım şebekesi devrede olduğu sürece sisteme bağlı kalmalıdır.
Şekil-2
Nötr noktasını toprağa bağlamadan yapılacak dağıtım şebekelerinde, faz-toprak arızalarını birkaç saat bekletmek mümkündür. Böylece faz-toprak arızası oluştuğunda panik söz konusu olmaz. Buna mukabil, arızasız diğer iki fazın toprağa göre voltajı %73 kadar yükselebilir, faz-toprak akımları birkaç Amperlik kapasitif akımlar olacağından, bunları algılamak çok zordur, izolasyon malzemesi arıza süresince %73 kadar aşırı zorlanabilir, iki faz-toprak şekline dönüşme ihtimali vardır. Arkın kendiliğinden sönmesi genellikle mümkündür.(Şekil 3)
Şekil-3
Yukarıda belirtilen mahsurlardan dolayı bugün genellikle nötr noktaları direkt veya bir direnç (veya reaktans) üzerinden topraklanmaktadır. TEİAŞ’ ın 14.02.1992 tarihli kararı ile Türkiye O.G. şebekesindeki tüm voltaj kademelerinde faz-toprak arıza akımlarının 1000 Amper’ de sınırlandırması için uygun değerde bir direnç üzerinden ayırıcısız olarak toprak şebekesine bağlanması kayıt altına alınmıştır.
Hatta nötr noktası dışarıda olmayan veya üçgen sargılı transformatörlerle bile, topraklama trafosu üzerinden yapay nötr noktası oluşturularak nötr topraklı sisteme dönüştürülmektedir. (Şekil 4)
Şekil-4
Son yorumlar