Nötr iletken, sistemin nötr noktasına bağlanan ve elektrik gücünün iletimine katkıda bulunan canlı bir iletkendir. Nötr nokta genellikle, sadece trafonun yada jeneratörün yıldız noktasına bağlı değildir.
Pratikte elektrik tesisatlarında sistemin nötr noktası sıfır potansiyele sahiptir. Aslında, eğer sistem, faz-faz ve yıldız gerilimlerinin vektör diyagramından dengelenirse, nötr noktasının üçgenin ağırlık merkezi ile çakıştığı sonucuna varılır.
Fizik açısından, fazların yıldız bağlantısı durumunda nötr nokta kullanılabilir hale gelir.
Aksi takdirde, bağlantı delta tipi ise, fazlardan eşdeğer değerde üç yıldız bağlantılı empedans seti türetilerek nötr noktaya erişilebilir hale getirilebilir.
1| Nötr İletkenin İşlevleri
İşlev #1
Faz-faz gerilimini Un'den farklı bir U0 gerilimi sağlamaktır (bkz. Şekil 1)
İşlev #2
Tek fazlı yüklerin fonksiyonel olarak birbirinden bağımsız hale getirilmesidir (bkz. Şekil 2).Nötr dağıtılmış durumda, tek fazlı yükler her zaman U0 gerilimi ile beslenir.
Nötr yokluğunda, bir yükün bağlantısının kesilmesi, diğer yüklerin Un/2'ye eşit bir voltajda çalışmasına neden olabilir.
İşlev #3
Nötr olmadan, akımların toplamı sıfır olmalıdır, bu da faz gerilimlerinde güçlü bir asimetriye neden olur.
Nötrün varlığı, gerçek yıldız noktasını ideal olana bağlar.
İşlev #4
Belirli koşullar altında koruyucu iletkenin (PEN) işlevini de yerine getirir (Şekil 4).TN-C sisteminde nötr iletken aynı zamanda koruyucu iletkendir.
2| Nötr iletkenin korunması ve bağlantısının kesilmesi
Anormal koşullar altında, nötr iletken, örneğin kazara bir kopma veya tek kutuplu cihazların (sigortalar veya tek kutuplu devre kesiciler) müdahalesinden kaynaklanan bir bağlantı kesilmesinden kaynaklanabilecek toprağa giden bir gerilime sahip olabilir.
Nötr iletkenin TN-C sistemlerinde olduğu gibi koruyucu iletken olarak da kullanılması durumunda bu anormalliklerin ağır sonuçlar doğurabileceğine dikkat edilmelidir.
Bu dağıtım sistemleriyle ilgili olarak Standartlar, PEN iletkenini ayırabilecek herhangi bir cihazın (tek kutuplu ve çok kutuplu olanlar) kullanımını yasaklar ve kaza sonucu kopma olasılığının ihmal edilebilir olduğunu düşünmek için gerekli minimum kesit alanlarını belirtir.
Az önce görüldüğü gibi, dört kutuplu bir devrede, nötr iletkenin bağlantısının kesilmesi, yalnızca faz voltajından farklı bir voltajla beslenen tek fazlı aparatın besleme voltajını değiştirebilir.
Bu nedenle nötr iletkenin korunması tek kutuplu cihazlarla sağlanmamalıdır.Nötr iletkeninin korunması ve ayrılması, dağıtım sistemlerinin niteliğine göre farklıdır: TT veya TN sistemleri ve IT sistemleri.
2.1| TT veya TN Sistemler için İpuçları
İpucu #1
Nötr iletkenin kesit alanı en azından faz iletkenlerinin kesit alanına eşit veya daha büyük olduğunda, nötr iletkeni için aşırı akım algılaması veya bu iletken için bir ayırma cihazı sağlanması gerekli değildir.(nötr korumalı değil ve bağlantısı kesilmemiş ise)
TT sistemleri her zaman nötr iletkenin bağlantısının kesilmesini gerektirir, TN-S sistemleri üç fazlı bir devre artı nötr için nötr iletkenin bağlantısının kesilmesini gerektirmez.
İpucu #2
Aşağıdaki iki koşul aynı anda yerine getirilirse, nötr iletken için aşırı akım algılamasının sağlanmasına gerek yoktur:
Nötr iletken, devrenin faz iletkenleri için koruyucu cihaz tarafından kısa devreye karşı korunur ve
Nötr iletken tarafından taşınması muhtemel maksimum akım, normal kullanımda, bu iletkenin akım taşıma kapasitesinin değerinden açıkça daha düşüktür;
İpucu #3
Nötr iletkeninin kesit alanının faz iletkenininkinden daha az olduğu durumlarda, nötr iletken için aşırı akım algılaması sağlamak gerekir, böylece nötr iletkenin değil, faz iletkenlerinin bağlantısının kesilmesine neden olur.(nötr korumalı ancak bağlantısı kesilmemiş ise).
TN-C sistemlerinde nötr iletken aynı zamanda koruyucu iletken görevi görür ve bu nedenle bağlantısı kesilemez.Ayrıca, bir toprak arızası sırasında nötr iletkeninin kesilmesi durumunda, açıkta kalan iletken kısımlar, sistemin toprağına anma gerilimini alacaktır.
2.2| IT Sistemler için İpuçları
İpucu #1
Nötr iletkenin dağıtıldığı durumlarda, genellikle her devrenin nötr iletkeni için, nötr iletkeni de dahil olmak üzere ilgili devrenin tüm canlı iletkenlerinin bağlantısının kesilmesine neden olacak aşırı akım tespitinin sağlanması gereklidir.
Nötr iletkende aşırı yük tespiti aşağıdaki durumlarda gerekli değildir:
Nötr iletken, besleme tarafına yerleştirilmiş (yani kurulumun başlangıç noktasında bulunan) bir koruyucu cihaz ile kısa devrelere karşı etkin bir şekilde korunur.
Devre, karşılık gelen nötr iletkenin akım taşıma kapasitesinin 0,15 katını aşmayan bir nominal artık akıma sahip bir artık akım cihazı ile korunmaktadır.Bu cihaz, nötr dahil tüm canlı iletkenleri kesecektir.
Tablo 1, yukarıdaki maddeleri özetlemektedir (TT/TN-S, TN-C ve IT sistemleri):
burada;
Yalnızca TN-S sistemleri için kurulum standartları tarafından belirtilen minimum gereksinim, TT sistemleri ise nötr iletkenin her zaman bağlantısını kesmesini gerektirir
ABB tarafından önerilen yapılandırma
b) maddesi doğrulanırsa uygun konfigürasyon
"Nötr iletkenin korunması" Akış Şeması
3| Nötr iletkenin minimum kesit alanının belirlenmesi
Varsa nötr iletkeni, aşağıdaki iki durumda hat iletkeni ile aynı kesit alanına sahip olacaktır:
Tek veya iki fazlı devrelerde, hat iletkeninin kesiti ne olursa olsun.
Üç fazlı devrelerde, hat iletkeninin kesiti bakırda 16 mm2'ye veya alüminyumda 25 mm2'ye eşit veya daha küçük olduğunda.
Aşağıdaki koşulların her ikisi de mevcutsa, faz iletkeninin kesiti bakır kabloyla 16 mm2'den veya alüminyum kabloyla 25 mm2'den büyük olduğunda, nötr iletkeninin kesiti, faz iletkeninin kesitinden daha küçük olabilir.
Nötr iletkeninin kesiti bakır iletkenler için en az 16 mm2 ve alüminyum iletkenler için en az 25 mm2'dir.
Yük akımında yüksek harmonik bozulma yoktur.Yüksek harmonik bozulma varsa, örneğin deşarj lambaları durumunda, nötrün kesiti, faz iletkenlerinin kesitinden daha küçük olamaz.
Tablo 2'de özetlemek gerekirse:
* TN-C dağıtım sistemlerinde, Standartlar, PEN iletkenleri için, bakırdan yapılmışsa 10 mm2 ve alüminyumdan yapılmışsa 16 mm2 olan minimum kesiti belirtir.
4| Koruyucu İletken
Minimum kesitlerin belirlenmesi
Koruyucu iletken PE'nin minimum kesiti aşağıdaki Tablo 3 kullanılarak belirlenebilir:
Daha doğru bir hesaplama için ve koruyucu iletkenin bilinen bir ilk sıcaklıktan nihai bir belirlenmiş sıcaklığa kadar adyabatik ısıtmaya maruz kaldığını varsaymak için (dolayısıyla 5 saniyeden uzun olmayan arıza sönme süreleri için geçerlidir), koruyucu iletken SPE'nin minimum kesiti,aşağıdaki formül kullanılarak elde edilebilir:
burada,
SPE, koruyucu iletkenin [mm2] cinsinden kesitidir
I r.m.s.[A]'da düşük empedanslı bir arıza durumunda koruyucu iletkenden geçen akımdır
K, koruyucu iletkenin malzemesine, yalıtım tipine ve ilk ve son sıcaklığa bağlı bir sabittir.
K sabiti, Standartlar tablosundan alınabilir veya aşağıdaki formülle hesaplanabilir:
burada;
Qc, [J/°C×mm3] cinsinden iletken malzemenin birim hacim başına termal kapasitesidir.
B, iletken için 0°C'de özdirencin sıcaklık katsayısının tersidir.
ρ20, iletken malzemenin 20°C'de [Ω×mm] cinsinden direncidir
θi, iletkenin [°C] cinsinden başlangıç sıcaklığıdır.
θf, iletkenin [°C] cinsinden son sıcaklığıdır.
θi ve θf, hem yalıtım malzemesine hem de kullanılan kablo tipine bağlıdır.
Daha fazla ayrıntı için Standarda bakın.Tablo 4, yukarıda belirtilen parametrelerin en yaygın değerlerini göstermektedir:
Standartlar tablosu veya formül standartlaştırılmış bir kesit sağlamıyorsa, hemen daha büyük standart kesitli bir koruyucu iletken seçmek gerekir.
Tablonun veya formülün kullanılmasına bakılmaksızın, besleme kablosunun bir parçası olmayan koruyucu iletkenin kesiti en az:
2,5 mm2 mekanik koruma sağlanmışsa
4 mm2 mekanik koruma sağlanmadıysa
Doküman: | Distribution systems & protection against indirect contact and earth fault by ABB |
Format: | |
Boyut: | 1.9MB |
Sayfa: | 54 |
İndirme: |
