Alçak gerilim dağıtım şebekeleri uluslararası mevzuatta üç ana yapıda tanımlanır: TT, TN ve IT. Ülkemizde TS 3994 ile tanınan, bugün TS HD 60364 serisiyle de karşılığı bulunan bu sınıflandırma yalnızca akademik bir ayrım değildir. Bir tesiste hangi koruma cihazının çalışacağını, hata anında akımın nereden döneceğini ve hangi aşırı gerilim koruma ürününün takılabileceğini doğrudan bu yapı belirler.
- Adlandırma: birinci harf trafo yıldız noktasının, ikinci harf cihaz gövdelerinin toprağa göre durumunu gösterir (T, N, I).
- TT şebekede hata akımı toprak üzerinden döner; kaçak akım koruma cihazı zorunludur; elektrot direnci dokunma gerilimini belirler.
- TN sistemleri metal dönüş yoluyla hızlı açma sağlar; alt tipler TN-C, TN-S, TN-C-S; ayrımdan sonra N ile PE birleştirilmez.
- Parafudr seçimi topraklama tipine bağlıdır; Uc, bağlantı modu ve montaj kuralları belirleyicidir; keşif ve N-PE ölçümü zorunludur.
Üç sistem arasındaki seçim çoğu zaman tesis sahibinin elinde de değildir; dağıtım şirketinin şebeke yapısı, binanın kullanım amacı ve ilgili mevzuat belirleyicidir. Sahada en sık karşılaştığımız sorunlardan biri de burada başlıyor: tesisin topraklama tipi bilinmeden ürün seçilmesi. Yanlış toprak tipine yanlış AG parafudr takıldığında cihaz ya hiç koruma sağlamıyor ya da normal işletme koşullarında sürekli zorlanıp erken ömrünü tamamlıyor.
Harfler ne anlatır?
Adlandırma iki harf üzerine kuruludur. Birinci harf kaynağın, yani trafonun yıldız noktasının toprağa göre durumunu; ikinci harf ise tesisteki cihaz gövdelerinin toprağa göre durumunu gösterir.
- T (toprak): doğrudan topraklanmış
- N (nötr): kaynağın topraklama noktasına iletkenle bağlanmış
- I (izole): yalıtılmış ya da yüksek empedans üzerinden topraklanmış
TN sistemlerde iki harfin ardından gelen S ve C harfleri, koruma iletkeni (PE) ile nötrün (N) ayrı mı yoksa ortak mı çekildiğini belirtir.
Görsel 1: Sistem adlandırmasının okunuşu ve ek harflerin anlamı.
TT şebekeler
TT şebekede trafonun yıldız noktası topraklanır; buna işletme topraklaması denir. Tesise gelen cihazların metal gövdeleri ise bu noktadan tamamen bağımsız, kendi topraklayıcısına bağlanır.
Bu ayrıklık sistemin karakterini belirler. Bir faz iletkeni cihaz gövdesine temas ettiğinde hata akımı, tesisin elektrodundan toprağa, oradan da kaynağın elektroduna kadar zemin üzerinden dolaşmak zorunda kalır. Toprak yolunun empedansı genellikle yüksektir ve akım, aşırı akım koruma cihazını gerekli sürede açtıracak büyüklüğe ulaşmayabilir. Bu yüzden TT tesislerde kaçak akım koruma cihazı kullanımı bir tercih değil, sistemin işleyiş şartıdır.
TT tesislerde topraklama elektrodunun direnci de doğrudan güvenlik parametresidir. Kaçak akım koruma cihazının anma duyarlılığı ile elektrot direncinin çarpımı, gövdede oluşacak dokunma gerilimini belirler; bu değer 50 V sınırının altında kalmalıdır. 30 mA’lık bir cihazla çalışan tesiste bu, birkaç yüz ohmluk bir dirençle bile sağlanabilir. Buna karşılık ölçüm yapılmadan varsayımla ilerlenirse, koruma kâğıt üzerinde kalır.
Türkiye’de dağıtım şebekesinin geleneksel yapısı TT’dir. Sanayi tesislerinde, ticari binalarda ve konutlarda karşımıza en sık bu düzen çıkar.
Görsel 2: TT şebekede hata akımı toprak üzerinden kaynağa döner.
TN şebekeler
TN şebekelerde yıldız noktası yine doğrudan topraklanır, ancak cihaz gövdeleri kendi elektroduna değil, bir iletken üzerinden kaynağın topraklama noktasına bağlanır. Hata akımı metal bir yol üzerinden döndüğü için büyüktür ve koruma cihazını hızla açtırır. Üç alt tipi vardır.
Bu yapının pratik sonucu, açma sürelerinde görülür. Hata döngüsü metal iletkenler üzerinden kapandığı için empedans düşüktür ve devre kesici ya da sigorta, standartların öngördüğü süre içinde açar. 230 V faz-nötr gerilimli bir TN tesiste son devreler için beklenen açma süresi 0,4 saniyedir. Aynı koşulda TT tesiste bu sürenin sağlanması genellikle yalnızca kaçak akım korumasıyla mümkündür.
TN-C sistem. Koruma iletkeni ile nötr, PEN adı verilen tek bir iletkende birleştirilir ve şebekenin tamamına bu şekilde taşınır. Malzeme açısından ekonomiktir; buna karşılık nötr akımı sürekli olarak koruma iletkeni üzerinden aktığı için gövdelerde gerilim oluşur, hassas elektronik ve haberleşme sistemleri bu ortamdan olumsuz etkilenir. PEN kopması ise doğrudan can güvenliği sorunu yaratır.
TN-S sistem. Koruma iletkeni ile nötr, kaynaktan itibaren ayrı iletkenler olarak çekilir. Nötr akımı PE üzerinden dolaşmadığı için gövdeler temiz bir referansta kalır. Veri merkezleri, hastane bilgi sistemleri, laboratuvarlar ve ölçüm hassasiyeti yüksek üretim hatları için tercih edilen düzendir.
TN-C-S sistem. Şebekenin bir bölümünde PEN olarak ortak, belirli bir ayrım noktasından sonra PE ve N olarak ayrı çekilir. Uygulamada en yaygın karşılaşılan yapı budur: besleme tarafında PEN, ana pano barasında ayrılır ve bina içi tesisat TN-S olarak devam eder.
Bu noktada altını çizmek gereken tek kural var: ayrım yapıldıktan sonra PE ile N bir daha birleştirilmez. Alt panolarda “nasıl olsa aynı yere gidiyor” düşüncesiyle yapılan köprüler, nötr akımını koruma iletkenine geri sokar ve kaçak akım korumasının çalışmasını bozar.
Görsel 3: TN alt tiplerinde PE ve N iletkenlerinin düzeni.
IT şebekeler
IT şebekede trafonun yıldız noktası toprağa karşı tamamen yalıtılmıştır ya da bobin veya direnç gibi yüksek empedanslı bir eleman üzerinden topraklanmıştır. Cihaz gövdeleri yine topraklanır.
Buradaki amaç farklıdır. İlk toprak hatasında devreyi kapatacak düşük empedanslı bir yol bulunmadığından akım çok küçük kalır ve işletme kesilmez. Sistem çalışmaya devam ederken yalıtım izleme cihazı hatayı algılar ve uyarı verir; ekip arızayı planlı biçimde giderir. Ancak ikinci bir toprak hatası oluşursa iki faz birbirine kısa devre olur. Bu nedenle IT sistemin değeri, kesintisizlik kadar hatanın hızla bulunup giderilmesine bağlıdır.
IT sistemlerde nötr iletkeni çoğunlukla dağıtılmaz; yükler fazlar arasından beslenir. Yalıtım izleme cihazı ise sistemin gözü sayılır. Bu cihaz olmadan kurulan bir IT şebeke, ilk hatayı sessizce taşımaya devam eder ve ikinci hata geldiğinde kimsenin beklemediği bir kısa devreyle karşılaşılır.
Ameliyathane ve yoğun bakım gibi tıbbi alanlarda izole trafo ile kurulan IT sistem kullanımı bu yüzden son derece önemlidir. Aynı yaklaşım, duruşu maliyetli süreç panolarında ve bazı endüstriyel kontrol sistemlerinde de karşımıza çıkar.
Görsel 4: IT şebekede yıldız noktası, empedans ve yalıtım izleme.
Topraklama tipi parafudr seçimini nasıl değiştirir?
Aşırı gerilim koruma cihazları faz, nötr ve koruma iletkeni arasına yerleştirilen koruma elemanlarından oluşur. Bu elemanların hangi noktalar arasına konulacağı ve hangi sürekli çalışma gerilimine (Uc) sahip olacağı, doğrudan şebekenin topraklama yapısına bağlıdır.
| Topraklama tipi | Tipik bağlantı modu | Dikkat edilecek nokta |
|---|---|---|
| TN-C | 3+0 (fazlar → PEN) | Ayrı bir nötr yolu bulunmaz |
| TN-S / TN-C-S | 4+0 ya da 3+1 | N ile PE arasında sürekli gerilim farkı yoktur |
| TT | 3+1 | N-PE kolunda kıvılcım aralığı bulunan modeller seçilir |
| IT | 3+0 | Uc, fazlar arası gerilime göre belirlenir |
TT sistemde 3+1 yapının tercih edilmesinin nedeni şudur: nötr ile koruma iletkeni ayrı elektrotlara bağlı olduğundan aralarında zaman zaman gerilim farkı oluşur. Bu kola varistör konulursa eleman normal işletmede sürekli zorlanır ve ısınarak devre dışı kalır. Kıvılcım aralıklı çözüm, yalnızca darbe anında iletime geçip sonrasında yalıtkan duruma dönerek bu sorunu ortadan kaldırır.
IT sistemde ise ilk toprak hatası sırasında faz-toprak gerilimi fazlar arası gerilime kadar yükselebilir. 400 V’luk bir şebekede 275 V sınıfı bir ürün bu koşulda yetersiz kalır; Uc değeri buna göre, 440 V mertebesinde seçilmelidir.
TN ve TT sistemlerde faz-nötr kolundaki elemanlar için Uc değeri, faz-toprak geriliminin yaklaşık 1,1 katının üzerinde seçilir. 230 V’luk bir şebekede bu 253 V’a karşılık gelir ve katalog değeri olarak genellikle 275 V kullanılır. TT sistemde faz-koruma iletkeni kolunda geçici aşırı gerilimler daha yüksek çıkabildiğinden 320 V sınıfı ürünler tercih edilir.
Bağlantı modu doğru seçildikten sonra montaj kalitesi devreye girer. Parafudr bağlantı iletkenlerinin toplam uzunluğunun 0,5 m’yi aşmaması, iletkenlerin ilmek yapmadan kısa ve düz çekilmesi gerekir. Yapıda dış yıldırımdan korunma sistemi varsa giriş noktasında Tip 1 cihaz kullanımı zorunludur.
Keşif olmadan ürün seçilmez
Bir tesiste topraklama tipini belgeye bakarak varsaymak risklidir. Yıllar içinde yapılan tadilatlar, ilave panolar ve sonradan çekilen köprüler nedeniyle projede TN-S görünen bir tesis sahada TN-C-S, hatta karma bir yapı olarak çalışıyor olabilir. Bu nedenle ürün seçiminden önce panoda N-PE gerilimi ölçülmeli, ayrım noktası tespit edilmeli ve elektrot dirençleri kontrol edilmelidir. Konuyla ilgili ayrıntılar için Topraklama Ölçümü sayfamıza göz atabilirsiniz.
Tesis keşfi ve AG parafudr ürün seçimi için Yıldırımdan Korunma Merkezi uzman kadrosuyla iletişime geçebilirsiniz.
Selamlar bilgilendirmeleriniz icin öncelikle teşekkürler,sorum şu ,tnc-s sistemlerde herhangi bir topraklama arızası sırasında s bağlantılı bölümdeki kaçak akım rölesi atar mı?
Evet. Kaçak akım rölesi atar. Yurtdışında tn-c tipi topraklama kullanılır. Lakin toprak nötur temas olduğu zaman atmaz bir yerde aynı pano öncesi. Türkiye tabiri ile sıfırlama yapılmış gibi dir. PEN hem nötur hem topraktır ve panodan sonra kaçak akım rölesi ne girdikten sonra nötur klemensi kaçak akıma girmeyen PEN topraklama klemensi ne bağlanır.
Selamlar benim bir sorum var da cevaplarsanız sevinirim. ıt şebekede faz toprak kısa devresinde sigorta neden atmaz.sonucta faz ile toprak arasında potansiyel fark oluşuyor ve sigorta atması gerekir diye düşünüyorum cevaplarsaniz sevinirim
Merhabalar Trafonun yıldız noktası topraktan izole olduğu için açık devre oluşur ve arıza akımı akacak yol bulamaz. Akım akmadığı için de aşırı akım cihazları açamaz. Bu sorunu yaşıyor olmanız muhtemeldir.
Selam TN _S sistemde sigorta acma akimlari , kacak akim olmadanda saglaniyor… Dokunma gerilimleri engelleniyor. Topraklama hesabinda kacak akim rolesi gerekmiyor degilmi O zaman …