Elektronik iletişim ve bilgi işlem sistemlerinde topraklama ve koruma
Grounding and protection in electronic communication and information technology systems
Yazar: ABDURRAHMAN UNCU
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Darbe gerilimleri = Impulse voltages ; Devre benzetimi = Circuit simulation ; Empedans = Impedance ; Topraklama = Grounding ; Ölçüm yöntemleri = Measurement methods ; Öz direnç = Resistivity

Özet:
Elektrik sistemlerinde referans noktası olarak kabul edilen nötr topraklaması elektrik devrelerinde önemli bir kriterdir. Sistemlerde çeşitli sebeplerle oluşan tehlikeli ve zararlı akımları bertaraf etmeyi amaçlayan koruma topraklaması da diğer önemli bir işlemdir. Elektronik ve Haberleşme sistemleri ile Bilgi İşlem Tesisleri'nde oluşan arıza ve hataların sebepleri arasında yeterli etkinlikte yapılmamış topraklama işlemleri önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle insanlar ve diğer canlılar için hayati tehlike ve yaralanma riskinin ortadan kaldırılmasına ilaveten elektrikle çalışan tüm sistemlerin düzgün ve kararlı çalışabilmesi ve uzun ömürlü olması için topraklama sistemleri büyük önem taşımaktadır. Mevcut tez çalışmasında,öncelikle topraklama ile ilgili genel tanımlar yapılarak, temel formül ve çalışmalar verilmiştir.Özgül direnç, topraklama elemanlarının yerleştirildiği toprağın cinsi,içindeki kimyasal bileşik ve elementler ile katkı maddelerinin oranlarına göre değişimler incelenmiştir.İlave olarak toprağın sıcaklık,donma durumları ve nem oranı gibi fiziksel şartlarına göre de özgül direncin değişimi topraklama işlemlerindeki önemli unsurlardır.Elektriksel sistem ve tesisatının topraklama dirençlerinin ölçülmesi için literatürde farklı yöntemler mevcuttur.Bunlar,Basit Gerilim Düşümü Metodu (BGDM) ve %62 Metodları yanı sıra, Eğim Metodu, Yıldız-Üçgen (Kesişen Doğru) Metodu ile Dört Nokta Metotları başlıcalarıdır.Topraklama sisteminin elektriksel devre modellemesi ve temelhesapları yapılırken, sistemin iki ana bileşeni olan - toprak elektrodları ve kablolamalar,direnç ve bobin gibi techizatlar etkin değerlendirilmelidir.Toprağın yüksek potansiyel stres altında, dielektrik olarak farklı karakteristik özellik gösterdiği de dikkate alınmalıdır.Mevcut çalışmada bir yıldırım darbesi durumunda, topraklama sisteminin seri L-R akım devre modelinin geçici performansı etüt edilmiştir.Benzer şekilde geçiş darbeleri altındaki topraklama sistemlerinin davranışları, yayılma direnci, endüktans ve kapasitans elemanlarına sahip,sızdırmalı bir iletim hattı gibi modellenmiştir. İlave olarak,Elektronik Haberleşme Sistemlerinde topraklama sistemleri için kusur ve arıza örnekleri analiz edilmiştir.Son bölümde ise topraklama sistem ve devrelerinin matematiksel modeli çıkarılmıştır.

Abstract:
In the electrical systems, neutral grounding which is accepted as a reference point is an important criterion in the circuit. Protection grounding which aims to eliminate hazardous and harmful currents which formed from different reasons in the systems is another important transaction. The grounding procedures which have not been made in sufficient efficiency hold an important place between the reasons for the failures and errors which formed in Electronics and Communication Systems and Information Technology (IT) facilities. Especially in addition to eliminating the risk of life-threatening and injury for humans and other animates. For whole electrically operated systems to work properly and stable and for the longevity grounding system has a big importance. In the present thesis study, primarily general definitions are made, and basic formulas and studies about the grounding were given. Resistivity, kind of the soil in which the grounding elements were placed in, and variations according to the proportion of chemical compounds, elements and additives inside it were studied. Additionally, resistivity variations according to the physical conditions of the soil, like temperature, freezing situations and humidity are important criterions in the grounding procedures. There are different methods in the literature for measuring the grounding resistance of Electrical systems and installations. These are, together with the Simple Fall of Potential Method (SFPM) and the 62% Method, the Slope Method, The Star-Delta (intersecting line) Method, and The Four Potential Points Methods are the main ones. As we make the electrical circuit modeling and simple calculations of the grounding system, the two main components of the system - such as ground electrodes and wiring, apparatus like resistance and coil must be evaluated efficacious. It must be taken into consideration that the soil shows characteristic features too as dielectric under high potential stress. In the present study, the case of a lightning strike the earthing system model of the series L-R circuit transient performance was studied. Similarly, modeling of the behavior of the earthing system under the transient impulse was implemented as a leaky transmission line with spreading resistance, inductance and capacitance elements. As an addition, grounding systems in Electronic Communication Systems and examples of defects and malfunctions were analyzed. In the last part mathematical model of the grounding systems and circuits was brought up.