Topraklama direnci nasıl ölçülür?

Zayıf topraklama tehlikeli bir durumdur ve sistemlerin arızalanma riskini artırır. Zamanla yüksek nem ve tuz içeriğine sahip yüksek sıcaklıklardaki topraklar, topraklama çubuklarını ve bağlantılarını bozabilir. Bu nedenle başlangıçta topraklama sistemi düşük topraklama direnci değerlerine sahip olsa da, topraklama çubukları aşınmışsa topraklama sisteminin direnci artabilir. Bu durumun tespiti için topraklama ölçümü yapılır.

Topraklama test cihazları (meger) topraklama direncini ölçen ve sistemin güvenle çalışabilmesine yardımcı olan ölçüm cihazlarıdır. Tüm topraklama bağlantılarının en az yılda bir kez normal kestirimci bakım planının bir parçası olarak kontrol edilmesi önerilir. Bu periyodik kontroller sırasında direncinde % 20’den fazla bir artış ölçülürse problemin kaynağı araştırmalı ve topraklama sisteminin çubukları değiştirilerek veya yenileri eklenerek direnci azaltmak için gerekli düzeltmeler yapılmalıdır.

Dört değişken bir topraklama sisteminin toprak direncini etkiler: Toprak elektrotunun uzunluğu veya derinliği, toprak elektrotunun çapı, toprak elektrotlarının sayısı ve toprak sisteminin tasarımı.

Toprak elektrotunun uzunluğu veya derinliği

Toprak elektrotlarının daha derine gömülmesi toprak direncini düşürmenin çok etkili bir yoludur. Toprak, özdirençinde tutarlı değildir ve bazen tahmin edilemez olabilir. Direnç seviyesi genellikle toprak elektrotunun uzunluğunu iki katına çıkararak %40 oranında azaltılabilir. Bazı durumlarda, özellikle kayalık alanlarda topraklama çubuklarını daha derine gömmek mümkün olmaz. Bu durumlarda, topraklama çimentosu dahil alternatif yöntemler uygulanabilir.

Toprak elektrotunun çapı

Toprak elektrotunun çapının arttırılması, direnci düşürmede az da olsa bir etkiye sahiptir. Örneğin, bir toprak elektrotunun çapını iki katına çıkarabilirsiniz ve direnciniz yalnızca % 10 azalır.

Toprak elektrotlarının sayısı

Çoklu toprak elektrotları kullanmak, toprak direncini düşürmenin başka bir yoludur. Birden fazla elektrot toprağa gömülür ve direnci düşürmek için paralel olarak bağlanır. Ek elektrotların etkili olması için, ek çubukların aralığının gömülen çubuğun derinliğine eşit olmalıdır.

Aşağıdaki tablo genel kural olarak kullanılabilecek çeşitli toprak dirençlerini gösterir:

Toprak sistemi tasarımı

Basit topraklama sistemleri, toprağa gömülen tek bir toprak elektrotundan oluşur. Tek topraklama elektrotunun kullanımı en yaygın topraklama şeklidir. Karmaşık topraklama sistemleri çoklu topraklama çubuklarından, bağlı ızgara ağlarından, topraklama plakalarından ve topraklama halkalarından oluşur. Karmaşık ağlar etraftaki toprakla temas miktarını ve toprak direncini düşürür.

Topraklama direnci nasıl ölçülür?

Toprağın tipi, nemi, içeriği ve sıcaklığı toprağın direncini etkiler. Toprak homojen değildir ve direnci coğrafi olarak ve derinliğine göre değişecektir. Nem, mevsimsel olarak yerin alt katmanlarının doğasına ve kalıcı su tablasının derinliğine göre değişir. Topraklama çubuklarının toprağa mümkün olduğunca derin yerleştirilmesi tavsiye edilir, çünkü toprak ve su genellikle daha derin tabakalarda daha stabildir.

Burada tarif edilen ölçüm prosedürü Wenner metodunu kullanır ve aşağıdaki formülle tarif edilir

ρ = 2 π A R

ρ = ohm-cm cinsinden ortalama toprak direnci.

π = 3,1416.

A = elektrotlar arasındaki mesafe cm cinsinden

R = Test cihazından ohm cinsinden ölçülen direnç değeri

Toprak direncini test etmek için, toprak test cihazını Şekil 1’de gösterildiği gibi bağlayın. Dört topraklama noktası düz bir çizgide, birbirlerinden eşit uzaklıkta konumlandırılmıştır. Topraklama kazıkları arasındaki mesafe kazık derinliğinden en az üç kat daha fazla olmalıdır. Topraklama test cihazı dıştaki iki topraklama kazığında bir akım oluşturur ve voltaj potansiyelindeki düşüş içteki kazıklar arasında ölçülür. Test cihazı, Ohm Yasasını (V = IR) kullanarak toprak direncini otomatik olarak hesaplar.

Kazık eksenlerinin 90° döndürüldüğü ek ölçümler her zaman tavsiye edilir çünkü ölçüm sonuçları genellikle yeraltındaki metaller ve sular nedeniyle farklı çıkabilir. Derinlik ve mesafeler birkaç kez değiştirerek uygun bir toprak direnç sistemi belirlenebilir. Toprak direnci ölçümleri genellikle toprak akımlarının varlığı ve harmonikleri ile bozulur.

Potansiyel düşüşü ölçümü

Potansiyelin düşme testi yöntemi, bir topraklama sisteminin veya bir elektrotun bir bölgeden enerji yayma kabiliyetini ölçmek için kullanılır. İlgili toprak elektrotunun bağlantısı kesilmelidir. Test cihazı daha sonra toprak elektrotuna bağlanır. Ardından iki toprak kazığı doğrusal bir çizgide yerleştirilir. (3 kutuplu potansiyel test düşmesi için toprak elektrotundan uzağa) 20 m’lik boşluk normalde yeterlidir.

Topraklama kazıklarının yerleşimi

3 kutuplu bir toprak direnci testi gerçekleştirirken probun en yüksek doğruluk derecesini elde etmek için test edilen toprak elektrotunun etki alanının dışına ve yardımcı toprağın dışına yerleştirilmesi önemlidir; aksi takdirde etkili direnç alanları örtüşür ve ölçümler yanlış çıkar.

Aşağıdaki tablo probu (iç kazığı) ve yardımcı topraklamayı (dış kazığı) ayarlamak için bir rehberdir. İç kazığı her iki yönde 1 m olarak yeniden konumlandırın ve sonuçların doğruluğunu test etmek ve zemin kazıklarının etki alanı dışında kalmasını sağlamak için yeni bir ölçüm yapın. Okumada önemli bir değişiklik varsa (% 30), test edilen topraklama çubuğu, iç kazık ve dış kazık arasındaki mesafeyi, yeniden konumlandırırken ölçülen değerler oldukça sabit kalana kadar arttırmalısınız.

Toprak kazığı olmadan yapılan ölçüm

Topraklama test cihazı, yalnızca akım kelepçeleri kullanılarak çoklu topraklama sistemleri için topraklama dirençlerini ölçebilir. Bu test tekniği, paralel zeminlerin ayrılması adımlarını ve ayrıca yardımcı zemin kazıkları için uygun yerleri bulma işlemini ortadan kaldırır.

Ayrıca binaların içi, elektrik direkleri gibi toprağa erişim olmayan yerlerde topraklama testlerini yapabilirsiniz.

Bu test yöntemiyle, topraklama çubuğu veya bağlantı kablosunun etrafına iki ölçüm kelepçesi yerleştirilir ve her biri test cihazına bağlanır. Topraklama kazıkları hiç kullanılmaz. Kelepçe tarafından bir gerilim indüklenir ve akım ikinci kelepçe kullanılarak ölçülür. Test cihazı bu topraklama çubuğundaki topraklama halkası direncini otomatik olarak belirler. Eğer toprağa giden tek bir yol varsa, kazıksız yöntem kabul edilebilir bir değer sağlamaz ve potansiyel düşüş test yöntemi kullanılmalıdır. Topraklama test cihazı, paralel / çok topraklı sistemlerde net olarak çalışır. Tüm zemin yollarının direnci, herhangi bir tek yolla (test edilen) çok düşük olacaktır. Bu nedenle, tüm paralel dönüş yolu dirençlerinin net direnci etkin bir şekilde sıfırdır. Kazıksız ölçüm, yalnızca topraklama sistemlerine paralel olarak bireysel topraklama çubuk dirençlerini ölçer. Topraklama sistemi toprağa paralel değilse, açık bir devreye sahip olursunuz veya toprak döngü direncini ölçersiniz.