Topraklama Hatası ve Kısa Devre: Aradaki Fark ve Riskli Sorunlar Nasıl Önlenir?
Toprak Arızası Nedir?
Toprak arızası, bir elektrik akımının amaçlanan yolundan çıkıp istenmeyen bir iletken üzerinden toprağa akmasıyla meydana gelen bir elektrik arızası türüdür. Bu durum, bir elektrik kablosu hasar gördüğünde, açıkta kaldığında veya ıslandığında ve metal bir nesneyle, bir insanla veya toprakla temas ettiğinde meydana gelebilir. Topraklama hatası elektrik çarpmasına, yangına veya elektrik sisteminde hasara neden olabilir.
Kısa Devre Nedir?
Kısa devre, bir elektrik akımı amaçlanan yolu atlayıp doğrudan güç kaynağına aktığında meydana gelen başka bir elektrik arızası türüdür. Bu durum, iki kablo birbirine temas ederek akım için düşük dirençli bir yol oluşturduğunda meydana gelebilir. Kısa devre kıvılcıma, yangına veya elektrik sisteminde hasara neden olabilir.
Toprak Arızası ile Kısa Devre Arasındaki Fark Nedir?
Toprak arızası ile kısa devre arasındaki temel fark akım akışının yönüdür. Toprak arızasında akım toprağa doğru akarken, kısa devrede akım güç kaynağına geri akar. Diğer bir fark ise her bir arızanın potansiyel tehlikesidir. Bir toprak arızası insanlar ve hayvanlar için daha tehlikeli olabilir, çünkü akım yolunun bir parçası olabilirler ve bir şok alabilirler. Kısa devre, yüksek miktarda ısı oluşturup yangına neden olabileceğinden elektrik sistemi için daha tehlikeli olabilir.
Toprak Arızaları ve Kısa Devreler Nasıl Önlenir?
Toprak arızalarını ve kısa devreleri önlemenin en iyi yolu, uygun elektrik tesisatını ve cihazlarını kurmak ve bakımını yapmaktır. Bu arızaları önlemeye yardımcı olabilecek cihazlardan bazıları şunlardır:
- Topraklama hatası devre kesicileri (GFCI'ler): Bunlar toprak arızalarını tespit eden ve etkilenen devreye giden gücü kapatan cihazlardır. Genellikle banyolar, mutfaklar, çamaşır odaları, garajlar ve dış mekanlar gibi su kaynaklarına yakın prizlere veya devre kesicilere monte edilirler. GFCI'lar, işlevselliklerini kontrol etmenize ve açıldıklarında gücü geri yüklemenize olanak tanıyan test ve sıfırlama düğmelerine sahiptir.
- Ark hatası devre kesicileri (AFCI'ler): Bunlar, kablolar hasar gördüğünde veya gevşediğinde meydana gelen kıvılcımlar veya parlamalar olan ark hatalarını tespit eden cihazlardır. Ark arızaları toprak arızalarına veya kısa devrelere ve ayrıca yangınlara neden olabilir. AFCI'lar genellikle yatak odaları, oturma odaları, yemek odaları ve ark hatalarının meydana gelebileceği diğer alanlardaki kabloları koruyan devre kesicilere monte edilir. AFCI'lar, işlevselliklerini kontrol etmenize ve açıldıklarında gücü geri yüklemenize olanak tanıyan test ve sıfırlama düğmelerine sahiptir.
- GFCI prizleri: Bunlar, içlerinde GFCI bulunan prizlerdir. GFCI'lerin gerekli olduğu veya önerildiği alanlarda standart prizlerin yerine kullanılırlar. İşlevselliklerini kontrol etmenize ve açıldıklarında gücü geri yüklemenize olanak tanıyan test ve sıfırlama düğmelerine sahiptirler.
GFCI'lar Nasıl Çalışır?
Bir GFCI bir devredeki elektrik akışını izler ve bir cihaza veya aygıta giden ve ondan dönen akım miktarını karşılaştırır. Normal koşullar altında akım dengeli ve eşit olmalıdır. Ancak, yıpranmış bir telin metal bir nesneye dokunması veya bir kişinin canlı bir telle temas etmesi gibi bir toprak arızası varsa, akımın bir kısmı devreden kaçacak ve toprağa giden alternatif bir yol izleyecektir. Bu, GFCI'nin algıladığı ve yanıt verdiği akım akışında bir dengesizlik yaratır.
GFCI bir toprak arızası algıladığında, devreye giden gücü hızla keserek elektrik çarpmasını, yangını veya ekipmanın hasar görmesini önler. GFCI saniyenin 1/40'ı kadar kısa bir sürede, göz açıp kapamadan daha hızlı tepki verebilir. GFCI, sigortalar veya devre kesiciler tarafından idare edilen sıcak ve nötr kablolar arasında meydana gelen aşırı yüklere, kısa devrelere veya şoklara karşı koruma sağlamaz. GFCI yalnızca sıcak kablo ile toprak arasında veya nötr kablo ile toprak arasında meydana gelen şoklara karşı koruma sağlar.
GFCI'nin düzgün çalıştığından emin olmak için, aşağıdaki adımları izleyerek aylık olarak test edilmesi önerilir:
- GFCI prizine bir lamba veya başka bir cihaz takın ve açın.
- GFCI prizindeki test düğmesine basın. Güç kesilmeli ve lamba veya cihaz kapanmalıdır.
- GFCI prizindeki sıfırlama düğmesine basın. Güç tekrar gelmeli ve lamba veya cihaz açılmalıdır.
- GFCI açıklandığı gibi yanıt vermiyorsa, arızalı olabilir ve kalifiye bir elektrikçi tarafından değiştirilmelidir.
AFCI'lar Nasıl Çalışır?
- Toprak arızalarına karşı koruma sağlayan GFCI'ların aksine AFCI'lar, elektrik kabloları veya kordonları hasar gördüğünde, yıprandığında, gevşediğinde veya aşırı ısındığında meydana gelen kıvılcımlar veya parlamalar olan ark arızalarına karşı koruma sağlar. Ark arızaları, yakındaki malzemeleri tutuşturarak veya metal bir nesneye dokunan bir kişiye giden bir yol oluşturarak yangınlara ve elektrik çarpmalarına neden olabilir.
- AFCI'lar, bir ark arızasını gösteren karakteristik akım ve gerilim modellerini tespit ederek çalışır. Elektrik devresini sürekli olarak izler ve normal bir dalga biçimiyle karşılaştırırlar. Akım veya gerilimde ani bir yükselme veya düşme ya da yüksek frekanslı bir gürültü gibi bir anormallik tespit ederlerse, güç kaynağını keser ve ark arızasının devam etmesini önlerler.
- AFCI'lar ana servis panosuna kesici olarak veya duvar prizlerine priz olarak monte edilebilir. Sadece monte edildikleri prizi değil, aynı zamanda bu noktadan aşağıya doğru tüm branşman devresini korumak için tasarlanmıştır. NEC'ye göre, AFCI'lar aşağıdaki konumlarda gereklidir:
Konut yatak odaları, oturma odaları, yemek odaları, aile odaları, salonlar, kütüphaneler, densler, güneşlenme odaları, dinlenme odaları, dolaplar, koridorlar ve benzeri oda veya alanlardaki prizleri ve cihazları besleyen tüm 120 volt, tek fazlı, 15 ve 20 amperlik devreler.
GFCI'lar ve AFCI'lar Nerede Gereklidir?
Ulusal Elektrik Yasası (NEC), Amerika Birleşik Devletleri'ndeki elektrik sistemlerinin kurulumunu ve bakımını yöneten bir dizi standart ve düzenlemedir. NEC, toprak arızalarını ve kısa devreleri önlemek için GFCI'ların ve AFCI'ların nerede gerekli olduğunu veya önerildiğini belirtir. NEC'ye göre, GFCI'lar çoğu konut uygulaması için aşağıdaki konumlarda gereklidir:
- Banyolara, garajlara, boş alanlara, bitmemiş bodrumlara, mutfaklara, çamaşır yıkama alanlarına, ıslak bar lavabolarına, kayıkhanelere ve dış mekanlara monte edilen tüm 125 volt, tek fazlı, 15 ve 20 amperlik prizler.
- Bir lavabonun dış kenarının 6 fit yakınına monte edilen tüm 125 volt, tek fazlı, 15 ve 20 amperlik prizler.
- Prizlere kolayca erişilemeyen ve elektrikli kar eritme, buz çözme veya boru hattı ısıtma ekipmanına ayrılmış bir branşman devresi tarafından beslenen yerlere monte edilen tüm 125 volt, tek fazlı, 15 ve 20 amperlik prizler.
NEC'ye göre, AFCI'lar aşağıdaki konut konumlarında gereklidir:
- Konut birimlerinin mutfaklarına, aile odalarına, yemek odalarına, oturma odalarına, salonlarına, kütüphanelerine, yatak odalarına, güneşlenme odalarına, dinlenme odalarına, dolaplarına, koridorlarına, çamaşır yıkama alanlarına veya benzer oda veya alanlara kurulan prizleri veya cihazları besleyen tüm 120 voltluk, tek fazlı, 15 ve 20 amperlik branşman devreleri.
- Yatakhane ünitelerinde kurulu 120 volt, tek fazlı, 15 ve 20 amperlik prizleri veya cihazları besleyen tüm branşman devreleri.
Bir Mühendis ile Kontrol Edin
Toprak arızaları ve kısa devreler, şoklara, yangınlara ve elektrik sisteminde hasara neden olabilen yaygın elektrik arızası türleridir. GFCI'ler ve AFCI'ler gibi uygun elektrik kablolarının ve cihazlarının kurulması ve bakımı ile önlenebilirler. NEC, güvenlik ve uyumluluğu sağlamak için bu cihazların gerekli olduğu veya önerildiği yerlere ilişkin yönergeler sağlar. Bu yönergeleri izleyerek kendinizi, ailenizi ve mülkünüzü toprak arızaları ve kısa devrelerin tehlikelerinden koruyabilirsiniz. Tesisatınızı koruduğunuzdan emin olmak için her zaman bir uzmana danışmalısınız. li̇sansli mühendi̇s.