Toprağa Karşı Gerilim: Şebeke Topraklama Sistemlerinde Gerilim Analizi

Toprağa karşı gerilim, bir faz iletkeni ile referans toprak potansiyeli arasındaki gerilim farkıdır. Bu değer, şebekenin topraklama yapısına ve arıza durumlarına göre değişiklik gösterir.

1. Topraklanmış Şebekelerde (TN/TT Sistemleri)
Yıldız Noktası Topraklı Sistemlerde:

Faz-toprak gerilimi = Faz-nötr gerilimi (U_fn)

Formül:

U
f
−
t
o
p
r
a
k
=
U
f
−
f
a
z
3
U
f−toprak
​
=
3
​

U
f−faz
​

​

Örnek: 400V faz-faz sistemde → 230V faz-toprak

Özellikler:

Toprak hatalarında sistem devam eder (nötr üzerinden akım döner)

Dokunma gerilimi sınırlıdır (≤50V)

2. Topraklanmamış Şebekelerde (IT Sistemleri)
Bir Fazın Toprağa Teması Durumunda:

Sağlam fazların toprağa karşı gerilimi = Faz-faz gerilimi (U_ff)

Arıza noktasında ark yoksa:

U
f
−
t
o
p
r
a
k
=
U
f
−
f
a
z
U
f−toprak
​
=U
f−faz
​

Örnek: 400V sistemde → 400V toprağa karşı gerilim

Özellikler:

İlk toprak hatasında sistem çalışmaya devam eder

İkinci bir arıza durumunda kısa devre oluşur

3. Arklı Arıza Durumları
Ark Direncinin Etkisi:

Gerilim, ark direnciyle orantılı olarak düşer

Pratikte:

U
f
−
t
o
p
r
a
k
=
U
f
−
f
a
z
1.5
∼
2
U
f−toprak
​
=
1.5∼2
U
f−faz
​

​

Örnek: 400V sistemde → 200-250V

Teknik Karşılaştırma
Parametre Topraklanmış Şebeke (TN/TT) Topraklanmamış Şebeke (IT)
Normal Durum 230V (400V sistemde) 0V (izole sistem)
Tek Faz Arızası 230V (değişmez) 400V (sağlam fazlarda)
Güvenlik RCD ile koruma İzolasyon izleme sistemi
Uygulama Konut/ticari binalar Hastaneler, madenler
Ölçüm ve Güvenlik
Ölçüm Yöntemleri:

Faz-toprak gerilim ölçümü (multimetre)

İzolasyon direnci testi (megaohmetre)

Emniyet Sınırları:

AC 50V (kuru ortamlar)

AC 25V (ıslak/riskli ortamlar)

Süre faktörü: 1 saniyeden fazla temas riskli