Topraklama nedir: Elektriğin iletim ve dağıtım hatlarında yer alan cihazlarda oluşabilecek elektrik kaçağına yönelik hayatı önlemlere topraklama sistemi adı verilir. Meydana gelebilecek bu kaçak bir iletken yardımı ile toprağa gönderilir ve toprağa gönderilen kaçak sayesinde  cihaz arızalanması ve insanların ölüm riski ortadan kalkar.

Topraklamanın görevini yerine getirebilmesi için cihazın gövdesinden toprağa ulaşana dek elektriksel direncin standart değerden düşük olması gerekir.

Topraklama iletkenlerinin empedans değeri yüksek bir direnç oluşturmaz. Dikkate alınması gereken direnç, toprağın içinde gömülü halde bulunan topraklama iletkenlerinden toprağa geçişi sağlayan dirençtir.

Toprağa geçiş sağlayan direnci düşürebilmek için; topraklama elektrotları bakır ya da korozyona uğramayan malzemeden seçilir, bağlantı elemanları (vida, civata, klemens gibi) kesinlikle paslanmaz ve korozyona uğramaz malzemeden olmalı ve montajı sıkıca yapılmalıdır. Topraklama elektrotlarının aralarındaki mesafe çubuk uzunluklarının iki katı olmalıdır. Topraklama elektrotunun bağlantı kısmı hava şartlarından etkilenmeyecek şekilde en az 60 cm derinlikte toprağa gömülmesi uygun olacaktır.

Wenner Yöntemi 

Toprakların iletkenliği yapısına göre farklılık gösterir, topraklama işlemlerinde iletkenliği yüksek olan toprak seçilmelidir. Topraklamanın iletkenliği Wenner Yöntemi ile ölçülür. Toprak geçiş direnci farklıdır, topraklama ölçümü yaparak geçiş direnci gözlemlenir. Toprağın altında nemliliğin başladığı noktaya elektrotların gömülmesi daha uygun olacaktır. Yeryüzünün kendi içindeki direnci pratikte sıfır kabul edildiğinden yeryüzünün kendisi bir iletken görevi görür bu sayede devreyi tamamlar.

Toprak sonsuz bir iletkendir ve bütün elektrik tesislerinin yer aldığı binaları ya da açık hava tesislerini bünyesinde taşımaktadır. Eğer topraklama direnci büyükse veya sistemde topraklama yok ise sistemdeki kaçaklar cihaz arızalarına, devre elemanlarının arızasına ,yangına ve hayati tehlikeler sebep olabilir. Toprağın kendi direnci 0.05 ohm/km gibi küçük bir değerdir. Toprak üstünden geçen akımın değerini ölçen devre direnci toprak ile temasta bulunduğu noktalarda geçiş ya da yayılma direncini gösterir. Bazı durumlarda ise bu temas bir izolasyon hatasının sonucunda rastlantı olarak ortaya çıkar. Bazı durumlarda ise toprağa yerleştirilen bir elektrot üzerinden toprakla teması sağlanmaktadır.

Şebekenin yıldız noktası (işletme topraklaması); Orta ve yüksek gerilim 3 faz olarak iletimi yapılır, nötr yoktur. Orta gerilimi alçak gerilime trafo yardımı ile çevirilir. Gerilim 36 kV tan 0,4 kV dönüşür, 4. iletken nötr yani yıldız noktası oluşur. Trafonun yıldız noktası (nötr) izoleli kalın kesitli kablo ile en az 20 metre ileri topraklama elektrotları ve levha yardımı ile en az 4 ohm olacak şekilde topraklama tesis edilir.

Bazı durumlarda özel olarak toprağa yerleştirilen bir topraklayıcı elektrot üzerinden toprak ile temas sağlanarak topraklama işlemi gerçekleştirilir. Bunlarda aranan en mühim özellik ise toprak geçiş direncinin olabildiği kadar minimum değerde bulunmasıdır.

Toprağın üzerinden geçen hata akımının ölçüsü ayrıca trafonun yıldız (nötr) noktasının o anki nötr toprak geçişine bağlıdır. Yıldız noktası iletkene karşı yalıtılmış şebekelerde bir toprak teması durumunda şebekenin cinsine ve büyüklüğüne yönelik olarak 50-100 amper civarında akım geçer. Yıldız noktası direkt olarak topraklanmış bir şebekede yer alıyor ise toprak kısa devre akımı 1kA i bulmaktadır.

Topraklama hesabında, tesisin geriliminden daha fazla topraklama hatalarında geçen akımlar rol oynamaktadır.

Topraklama tesisinin hesabını yaparken dikkat edilmesi gereken işlemler şunlardır ;

  • Geçiş ve yayılma direncinin iyi hesaplanması
  • Adımla dokunma gerilimlerinin doğru bulunması
  • En büyük toprak kısa devre akımının hesaplanması ile topraklayıcı gerilim düşümü hesaplanmalıdır.

Topraklama neden yapılır;

Oluşabilecek elektrik kaçağı durumlarında elektrik akımını insanın üzerinden değil de direnci daha düşük olan toprak hattı üzerinden göndererek toprağa akması topraklama görevidir ve bu sayede gerçekleşir. Çarpılma tehlikeleri ortadan kalkar. Yapılan bu işlemler topraklama yönetmeliği esasına göre yapılmalıdır.

Hayati değerlerimiz ve maddi kayıpları önlemek için topraklama tesisi yapmayı göz ardı etmemeliyiz.