Sıfırlama Tanımı ve Yapımı


İnsanları tehlikeli temas gerilimlerine karşı korumak için tüketicilerin işletme akım devresine ait olmayan ve fakat bir izolasyon hatası sonucunda gerilim altında kalabilen iletken kısımların, örneğin madenî muhafazaların nötr hattı ile iletken olarak bağlanmasına sıfırlama denir. Sıfırlama yapılmış tesislerde, koruma topraklamasında olduğu gibi, işletme araçlarında izolasyon hatası nedeniyle meydana gelen yüksek temas gerilimlerinin sürekli olarak kalması önlenir. Bu sistemde, korunacak işletme aracının gövdesi nötr ile bağlanır.

İşletme aracında bir izolasyon hatası meydana gelirse, sıfırlama sayesinde bir hata akımı oluşur. Hata akımı devresini, şebekenin hat direnci (Rh), sıfırlama iletkeni ile nötr hattının direnci (Rho) ve transformatörün hatalı faz sargısının direnci (RT) üzerinden tamamlar. Bu devrede etkili olan gerilim hatalı faza ait 220 Voltluk faz gerilimidir. Devredeki dirençlerin toplamı çok küçük olduğundan, devreden geçen hata akımı, kısa devre akımı seviyelerindedir. Netice olarak, devreyi koruyan sigorta eriyerek veya aşırı akımla çalışan manyetik korumalı otomatik anahtar faaliyete geçerek devrenin enerjisini keser. Dolayısıyla temas gerilimi ortadan kalkar.

Sıfırlamanın koruma etkisi, prensip itibariyle koruma topraklamasının, özellikle su borusu şebekesi üzerinden yapılan topraklamanın aynısıdır. Sıfırlama sisteminde akımın dönüş yolu koruma iletkeni ve nötr hattı üzerinden olduğundan bunun toplam direnci daha küçük olur. Nötr hattı daha kolay kontrol edilebildiğinden daha güvenilir bir akım devresi oluşturulmuş olur.

 

Sıfırlamanın Yapılışı

Sıfırlamanın Yapılışı

Sıfır iletkeni bir koruma iletkeni değildir. Çünkü bu iletkenin üzerinden işletme akımı geçebilir. Fakat cihazları sıfır iletkenine bağlayan iletkenler koruma iletkenidir. Arıza olmadığı takdirde bunun üzerinden hiçbir akım geçmez.

Eski tesislerde nötr iletkeni, sıfır iletkeni ve koruma iletkeni olarak kullanılmaktadır. Halbuki yeni yapılan modern tesislerde sıfırlama için kofreden itibaren, ayrıca topraklanmış bir koruma hattı çekilmektedir. Alternatif akım tesislerinde, üç fazlı dengesiz yüklerde nötr hattı üzerinden işletme akımı geçebilmektedir. Bu ise sıfırlamanın yapıldığı tesislerde, cihaz gövdesinde istenmeyen gerilimlerin oluşmasına neden olacaktır. Halbuki koruma hattında hiçbir zaman istenmeyen gerilimler olmayacaktır.

Taşıtlarda Topraklama

Uçak, helikopter, gemi, otomobil gibi taşıtlarda  DC güç kaynağından, yük elemanlarına yalnızca bir hat uzatılır ve dönüş hattı olarak, aracın metal gövdesi kullanılır. Bunun için, güç kaynağının kutuplarından birini yüke, yükün diğer ucuyla güç kaynağının serbest kalan kutbunu da metal gövdeye bağlamak yeterlidir. “Topraklama‟ ucu diye, metal gövdeye bağlanan uca denir ve bu aslında toprakla ilgisi olmayan “hayali” bir topraklamadır.

Bunun için güç kaynağının + ya da – kutbunu kullanmak arasında, akımın bir veya diğer yönde dolaşıyor olmasından başka, hele işlevsel açıdan hiçbir fark yoktur. Çünkü, pozitif topraklamanın tercihi halinde güç kaynağı, + kutbunun bağlı olduğu gövde bölgesinden çektiği düşük enerjili elektronları ivmelendirip yüke doğru pompalamakta, yükten geçerken enerjisini büyük oranda kaybeden elektronlar, yükün diğer ucunun bağlı olduğu diğer bir gövde bölgesine iade edildikten sonra gövdeye yayılmaktadır. Negatif topraklamanın tercihi halinde ise, güç kaynağı yük üzerinden, dolayısıyla da yükün diğer ucunun bağlı olduğu gövde bölgesinden çektiği düşük enerjili elektronları ivmelendirip, yük üzerinden geçirmekte, kazandıkları enerjiyi büyük oranda kaybeden elektronları kendisine çekip, – kutbunun bağlı olduğu bir başka gövde bölgesine iade etmektedir.

Yük her iki durumda da çalışır. Dolayısıyla, topraklama amacıyla hangi kutbun kullanılacağı, sadece bir tercih meselesidir. Fakat, hangi kutbun kullanılacağının tercih edilmesinden sonra, devrede kullanılacak olan yük elemanlarının ve güç kaynağını yüklemeye yarayan dinamonun, yapılan tercihe uygun şekilde bağlanması, bunun mümkün olabilmesi için de, bağlantı uçlarının imalat sırasında ona göre şekillendirilmiş olması gerekir. 1930‟lu yıllarda otomobil üretiminin hız kazanıp yaygınlaştığı sıralarda, özellikle İngiliz üreticiler pozitif topraklama tercihinde bulunmuştur. Bu tercihin nedeni büyük bir olasılıkla, negatif topraklamanın kullanılarak gövdeye yüksek enerjili elektronların pompalanıyor olması halinde, civardaki oksijen atomlarının bu elektronların çekiciliğine kapılarak gövdenin metal atomlarıyla daha kolay birleşeceği ve daha hızlı “galvanik paslanmaya” yol açacağı endişesi idi. Halbuki aynı durum, pozitif topraklama halinde de, bu sefer yükün gövdeye bağlandığı uç civarında söz konusudur.

Şimdi artık, negatif topraklama standarttır. Bahsettiğiniz durum, artık neredeyse kolleksiyon malzemesi haline gelmiş bulunan eski araçlarda söz konusudur. Kaldı ki onların da çoğu, negatif topraklamaya dönüştürülmüş haldedir .