Yüksek gerilim istasyonlarında topraklama sistemi

Abstract

Yüksek gerilim istasyonlarında yıldırım boşalmaları, açma-kapama olayları, kısa devreler ve toprak temasları gibi durumlar sonucunda meydana gelebilecek aşın gerilimler çok yüksek potansiyel artışlarına sebep olmakta bu da canlılar ve aygıtlar için tehlikeli durumlar yaratmaktadır. Yüksek gerilim sistemlerinde insanları tehlikeli gerilimlere karşı korumak için çarelerden biri topraklama yapmaktır. Topraklamanın yapılmasındaki amaç, istenmeyen nedenlerden dolayı meydana gelebilecek temas ve adım gerilimlerinin izin verilen sınır değerlerden küçük kalmasını sağlamak ve bu gibi tehlikeli gerilimleri ortadan kaldırmaktır. Topraklama amacıyla kullanılan birçok topraklayıcı çeşidi vardır. Bunlar arasında yüksek gerilim istasyonlarında yaygın kullanıma sahip olan topraklama ağlarının diğer topraklayıcılara göre daha karmaşık bir yapı içermesi, analizlerinde farklı analitik ve sayısal yöntemlerin kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada Bölüm 2' de topraklama ile ilgili temel kavramlar ele alınmış, Bölüm 3'te topraklama sisteminde kullanılan topraklayıcı çeşitleri anlatılmıştır. Bölüm 5'te yüksek gerilim istasyonlarında tehlikeli koşullarda meydana gelecek olan adım ve temas gerilimleri anlatılarak bu gerilimlerin izin verilen sınır değerlerde kalması için gerekli hesapların kolay bir şekilde sonuçlandırılması için bir bilgisayar programı geliştirilmiş ve bilgisayar programı ile toprak özdkencinin, toplam iletkenin uzunluğunun ve de iletkenin gömülme derinliğinin değiştirilerek adım ve temas gerilimine etkisi gösterilmiştir. Bilgisayar programı Delphi 2.0 ile hazırlanmıştır. Bu programla girilmesi gereken ve hesaplanması gereken değerler iki ayrı ekranda gösterilmiş hesap sonuçlarına da bu ara ekranlarda ulaşılmıştır. Programın ana içeriğine girilerek çözümleme yapma zorluğu giderilmiştir. Böylelikle hızlı ve kolay kullanılabilir bir program tasarlanmıştır. Hesaplama sonucunda elde edilen topraklama direncinin değeri topraklama ölçüm yöntemleriyle denetlenir. Bu amaçla bu çalışmada Potansiyel Düşümü Yöntemi, % 61,8 yöntemi, Arakesit Yöntemi, Eğim Yöntemi gibi topraklama direnci ölçüm yöntemleri de incelenmiştir.

In principle, a safe grounding design has two objectives: 1. To provide means to carry electric currents into the earth under normal and fault conditions without exceeding any operating and equipment limits or adversely affecting continuity of service, 2. To assure that a person in the vicinity of grounded facilities is not exposed to the danger of critical electric shock. A practical approach to safe grounding concerns and strives for controlling the interaction of two grounding systems: 1. The intentional ground, consisting of ground electrodes buried at some depth below the earth surface, 2. The accidental ground, temporarily established by a person exposed to a potential gradient in the vicinity of a grounded facility. People often assume that any object grounded, however crudely, can be safely touched. This misconception probably contributed to accidents in the past, as a low station ground resistance is not, in itself, a guarantee of safety. There is no simple relation between the resistance of the ground system as a whole and the maximum shock current to which a person might be exposed. Therefore, a station of relatively low ground resistance may be dangerous under some circumstances, while another station with very high resistance may be safe or can be made safe by careful design. For instance, if a substation is supplied from an overhead line with no shield or neutral wire, a low grid resistance is important. A substantial part of the total ground fault current enters the earth causing an often steep rise of the local ground potential; Fig 1 (a). If a shield wire, gas-insulated bus, or underground cable feeder, etc, is used, a part of the fault current returns through this metallic path directly to the source. Since this metallic link provides a low impedance parallel path to the return circuit, the rise of local ground potential is ultimately of lesser magnitude; Fig 1 (b). In either case, the effect of that portion of fault current that enters the earth within the station area should be further analyzed. If the geometry, location of ground electrodes, local soil characteristics, and other factors contribute to an excessive potential gradient at the earth surface, the grounding system may be inadequate despite its capacity to carry the fault current in magnitudes and durations permitted by protective relays. If *- Q m lF = IG 7xw >\\y//\/t/sv\\\v;v\KY/sy\\\YWv^'