Topraklama Çubuğu Seçimi, TT / TN-S / TN-C-S Sistemleri ve Topraklama Direnci Ölçümü

IEC 60364-5-54'e göre topraklama çubuğu boyu ve malzemesi, TT, TN-S ve TN-C-S şebeke farkı, çubuk direnci hesabı ve 3 kazıklı topraklama direnci ölçümü.

Topraklama çubuğu, tesisin koruma iletkenini (PE) toprağa bağlayan düşey topraklayıcıdır. Kaç çubuk çakılacağını ve hangi direnç değerinin hedefleneceğini şebeke tipi (`TT`, `TN-S`, `TN-C-S`) ve zeminin özdirenci belirler; iletken kesitleri ve bağlantı kuralları IEC 60364-5-54'te tanımlıdır.

> İlgili Kategori: Ölçüm cihazı ve bağlantı elemanlarını Topraklama Ölçü Aletleri, Topraklama Klemensleri ve Pano Topraklama Klemensleri sayfalarından inceleyebilirsiniz.

1. TT, TN-S, TN-C-S şebeke sistemleri

İlk harf kaynağın (trafo yıldız noktası), ikinci harf tesisteki gövdelerin toprakla ilişkisini gösterir.

Sistem	Nötr ve koruma iletkeni	Hata akımı yolu	Zorunlu koruma
TT	Trafo nötrü ayrı, tesis gövdeleri kendi topraklayıcısına bağlı	Toprak üzerinden; akım küçük kalır	Kaçak akım rölesi (RCD)
TN-S	N ve PE trafodan itibaren ayrı iletkenler (5 iletken)	Metalik PE üzerinden; akım büyük	Sigorta veya şalter, ek olarak RCD
TN-C	N ve PE tek iletkende birleşik (PEN)	PEN üzerinden	Sigorta veya şalter; RCD kullanılamaz
TN-C-S	Şebekede PEN, ana panoda PE ve N olarak ayrılır	PE → PEN	Ayrımdan sonra TN-S gibi

TN-C-S sistemde PEN ana panoda bir kez ayrılır; ayrımdan sonra N ve PE bir daha birleştirilmez, aksi halde nötr akımı gövdeler üzerinden akar ve RCD'ler hatalı açar.
PEN iletkeni en az 10 mm² bakır veya 16 mm² alüminyum olabilir; daha küçük kesitlerde N ve PE ayrı çekilir.
Müstakil yapılar ve havai hattan beslenen binalarda uygulama çoğunlukla TT'dir; bu durumda koruma tamamen yerel topraklayıcıya ve RCD'ye dayanır.

2. TT sistemde gereken topraklama direnci

Dokunma gerilimini 50 V altında tutma koşulu:

R ≤ 50 V / IΔn

RCD anma kaçak akımı	İzin verilen en büyük direnç
30 mA	1.666 Ω
100 mA	500 Ω
300 mA	166 Ω

Bu değerler üst sınırdır; direnç mevsimle değiştiği ve RCD arızasında hata akımının sigortayı açtırabilmesi istendiği için şartnameler çok daha düşük değer ister. Uygulamada koruma topraklamasında çoğunlukla 10 Ω altı, trafo işletme topraklamasında 2 Ω altı hedeflenir.

3. Topraklama çubuğu seçimi ve direnç hesabı

Çubuk tipi	Özellik	Kullanım
Elektrolitik bakır kaplı çelik	Çelik çekirdek üzerine en az 250 mikron bakır; çakılırken eğilmez	Bina ve pano topraklaması, paratoner
Som bakır	En yüksek korozyon dayanımı, yumuşak	Agresif zemin, kısa boy
Sıcak daldırma galvaniz çelik	Ekonomik; bakır iletkenle doğrudan temasta galvanik korozyon	Geçici şantiye, çelik şeritli sistemler

Yaygın ölçüler 14, 16 ve 20 mm çap ile 1,5 m ve 3 m boydur; manşonla eklenerek derinleştirilebilir. Düşey bir çubuğun yaklaşık yayılma direnci:

R ≈ ρ / L (ρ: toprak özdirenci Ω·m, L: toprağa gömülü boy m)

Zemin	Tipik özdirenç (Ω·m)	1,5 m çubuk	3 m çubuk
Bataklık, nemli humus	30	≈ 20 Ω	≈ 10 Ω
Killi tarım toprağı	100	≈ 67 Ω	≈ 33 Ω
Nemli kum	200	≈ 133 Ω	≈ 67 Ω
Kuru kum, çakıl	1.000	≈ 667 Ω	≈ 333 Ω

Direnç yeterli değilse çubuk boyu uzatılır veya birden fazla çubuk paralel bağlanır. Çubuklar arası mesafe en az çubuk boyunun 2 katı olmalıdır; aksi halde etki alanları örtüşür ve `n` çubuk direnci `R / n` değerine inmez.
Çubuk başı toprak seviyesinin altında bırakılır ve bağlantı, muayene edilebilir bir rögar içinde klemens veya termik kaynakla yapılır.
Kayalık zeminde düşey çubuk yerine temel topraklaması veya gömülü şerit tercih edilir.

4. İletken kesitleri (IEC 60364-5-54)

İletken	En küçük kesit
Toprağa gömülü, korozyona karşı korumasız topraklama iletkeni	25 mm² bakır veya 50 mm² galvaniz çelik
Koruma iletkeni (PE), faz kesiti S ≤ 16 mm²	S
PE, 16 mm² < S ≤ 35 mm²	16 mm²
PE, S > 35 mm²	S / 2
Ana eşpotansiyel bağlantı iletkeni	En az 6 mm² bakır

Su, gaz ve ısıtma boruları ile yapı çeliği, ana topraklama barasında eşpotansiyel kuşaklamaya dahil edilir. PE iletkeninin sarı-yeşil renk kuralı için Elektrik Kablo Renk Kodları rehberine bakabilirsiniz.

5. Topraklama direnci nasıl ölçülür?

3 kazıklı potansiyel düşümü (%62) yöntemi (IEC 61557-5 uyumlu topraklama ölçü aletleri ile):

Ölçülecek topraklayıcı (`E`) tesisten ayrılır.
Akım kazığı (`H`) topraklayıcıdan en az 20–40 m (topraklayıcı boyutunun en az 5 katı) uzağa çakılır.
Gerilim kazığı (`S`) aynı doğrultuda mesafenin %62'sine çakılır ve değer okunur.
`S` kazığı %52 ve %72 noktalarına taşınarak ölçüm tekrarlanır; üç değer birbirine yakınsa sonuç geçerlidir, değilse `H` daha uzağa alınır.

Pens tipi (kazıksız) ölçüm yalnızca birden çok paralel topraklayıcısı olan kapalı çevrimlerde sonuç verir; tek çubukta kullanılamaz.
TT tesislerde hata çevrim empedansı ölçümü de pratik bir doğrulamadır.
Ölçüm yaz sonu gibi zeminin en kuru olduğu dönemde yapılmalı ve periyodik olarak tekrarlanmalıdır.

Sık sorulan sorular

Topraklama direnci kaç ohm olmalı?

TT sistemde 30 mA RCD için teorik üst sınır 1.666 Ω'dur; ancak uygulamada koruma topraklaması için 10 Ω altı, trafo işletme topraklaması için 2 Ω altı hedeflenir. Projede yazan değer esas alınır.

Topraklama çubuğu kaç metre olmalı?

En yaygın boy 1,5 m'dir; killi toprakta bile tek 1,5 m çubuk yaklaşık 67 Ω verir. 10 Ω altı için 3 m ve üzeri derinlik veya aralıklı çakılmış birkaç çubuk gerekir.

Nötr ile toprak birleştirilir mi?

Yalnızca TN-C-S sistemde, ana panodaki tek ayrım noktasında PEN iletkeni PE ve N'ye ayrılır. Tali panolarda ve prizlerde nötr ile toprak köprülenmez; köprü RCD'yi devre dışı bırakır ve gövdeleri gerilim altında bırakabilir.

Bakır kaplı çubuk mu galvaniz çubuk mu?

Kalıcı tesislerde ve bakır iletkenle birlikte 250 mikron bakır kaplı çelik çubuk tercih edilir. Galvaniz çubuk bakır iletkene doğrudan bağlanırsa çinko kaplama galvanik korozyonla hızla tükenir.

Topraklama direnci multimetre ile ölçülür mü?

Hayır. Multimetre yayılma direncini ölçemez; akım ve gerilim kazıklı topraklama test cihazı veya uygun koşullarda pens tipi toprak ölçer gerekir.