YANICI VE PATLAYICI TESİSLERDE TOPRAKLAMA VE

YILDIRIMDAN KORUNMA

Rafineriler, gaz, petrol ve ürünleri boru hatları, bölgelerin ve ülkelerin can

damarları ve var olan en gelişmiş inşaat yapılarıdır. Güvenilirlik, kalite ve verimlilik,

kendilerini pazarda kanıtlamak isteyen tüm petrol ve gaz endüstrilerinin

vazgeçilmezleridir. Bu durumda elektrik ve elektronik kurulumların güvenlikleri en

önemli önceliktedir.

Boyut, konum, yapıları kadar, modern ölçüm ve kontrol teknolojileri göz önüne

alındığında, bu kurulumların güvenliği yıldırım ve ani aşırı gerilim darbelerinden dolayı

büyük kesinti tehdidi altındadır. Hasarlı sistemlerin onarım veya değiştirilmeleri

sırasında kapatılmaları ve bu süre zarfında elde edilmesi engellenen gelir ise

yıldırımdan korunma ve ani aşırı gerilim darbe engelleyici sistemlerin kurulumlarından

çok daha pahallıya mal olmaktadır.

Patlayıcı, parlayıcı ve yanıcı nitelikteki gaz, toz veya buharın hava ile karışarak

patlayıcı kıvama geldikleri yerlere patlayıcı ortam denir. Patlayıcı ortamın kısa tarifi

budur. Patlayıcı ortam oluşması ve tehlike yaratabilmesi için üç unsurun bir araya

gelmesi gerekir.

A. Patlayıcı madde; Patlayıcı, parlayıcı ve yanıcı gaz, buhar veya toz

B: Hava (Oksijen)

C: Enerji, patlamayı ateşleyecek bir kıvılcım veya güç kaynağı.

Bu üç unsurdan biri devre dışı edilebilirse patlama tehlikesi kalmaz. Patlama üçgeni

olarak bilinen bu olay aşağıdaki resimde sembolize edilmiştir.

PATLAYICI ORTAMLARDA TOPRAKLAMA

Patlayıcı ortamlarda IEC 60079-14 Madde 6.2 de “TN sistem kullanılıyor ise

patlayıcı ortamlardaki bölümünün TN-S” olması istemektedir. Özetle nötrü ile toprak

iletkeni birbirine bağlı diğer bir tabir ile sıfırlanmış şebeke TN-C patlayıcı ortamlarda

yasaktır.

Türkiye’de yaygın olan TT şebekede, aşırı akım korumasının yanı sıra artık

akım koruması da (kaçak akım) uygulanmaktadır. IEC 60079-14’de TT uygulaması

halinde toprak direncinin yüksek olmaması şartı koşulmakta, fakat yüksek toprak

direncinin ne anlama geldiği belirtmemektedir. Artık akım kullanılan şebekelerde bazı

uzmanlara göre 1666 Ώ (50/30 mA) bile yüksek değildir. Artık akım koruması 300 mA

ile sınırlı ise toprak direnci (50/300 mA=) 166 Ώ’ un altında olabilmektedir. Emniyet

faktörleri de dikkate alındığında 500mA artık akımda 50 Ώ altındaki bir değer karşımıza

çıkmaktadır. Almanyadaki uygulamalarında TT şebekede 50 Ώ altı aranmaktadır. Dünyanın

diğer ülkelerine baktığımızda 5 Ώ altındaki bir toprak direnci yeterli kabul edilmektedir.

Kısaca TT şebekede 5 Ώ üzerindeki toprak direnci yüksek sayılabilir. İdeal toprak

direnci ise 1 Ώ ve altıdır. TT şebekeden beslenen, tehlike bölgesi 1 de (zone 1)

bulunan bir elektrik aletinin toprak direnci 1 Ώ altında olmalıdır (artık akım ile korunuyor

olmasına rağmen). Patlayıcı ortam elektrik tesisi bulunan bir üretim tesisinde toprak

direnci ölçerken bu hususa dikkat edilmelidir. Özetle şebeke şekli ne olur ise olsun TT

uygulamalarında toprak direnci 1 Ohmun altında ve TN-S uygulamalarında ise toprak

empedansı Z<1 Ohm olmalıdır.

Eş Potansiyel Kuşaklama Örneği

TOPRAKLAMA UYGULAMA ÖRNEKLERİ

Petrol Tankeri Topraklaması

BORU HATTI İSTASYON-LARINDA TOPRAKLAMA VE EŞ-POTANSİYEL BAĞLANTI ELEMANLARI

Birbiri ile teması olmayan topraklama sistemlerinin aralarında oluşabilecek

potansiyel farklılıklarından kaçınmak için bu sistemlerin tümü birbirleriye temas halinde

tutulmalıdır.

Bu durum birbirinden ayrı topraklama sistemlerini ağ oluşturacak şekilde

kurularak sağlanır.Masraf, verimlilik ve teknik yeterlilik açısından hesaplanmış en

uygun ağ aralığı 20 x 20 m olarak önerilir. Yıldırımdan korunma sistemlerinin aynı ağı

paylaşması, sistem parçalarında oluşabilecek potansiyel farklarının düşürülmesini

sağlar. Yıldırım darbelerinin ,yapılar arası bağlantı kablolarında oluşturabileceği gerilim

gerginliklerini önler.

Yaygın topraklama ağı sistemlerini meydana getiren elemanlar şunlardır:

-Koruma topraklaması (Kişisel yaralanma ve mal kaybına karşı koruma sağlar.)

-Yıldırımdan koruma topraklaması (Elektrik akımlarının toprağa dağıtımını sağlar.)

-Fonksiyonel topraklama (Elektrik/elektronik kurulumlarının kesintisizliği ve

güvenilirliğini sağlar.)

Birbirinden ayrı kurulan fonksiyonel, koruma ve korunma amaçlı topraklama sis-

temlerinin aynı ağı paylaşmaması dezavantajlıdır ve tehlike unsurudur.(Yanıcı

patlayıcı alanlarda oluşabilecek kıvılcım atlamaları gibi.)

EŞ POTANSİYEL BAĞLANTI ELEMANLARI

PATLAYICI ORTAMLARDA YILDIRIMDAN KORUNMA

Patlayıcı tesislerin yıldırımdan korunmaları diğer sanayi uygulamalarından daha

itinalı yapılmak zorundadır. Bu sorunun çözümü, bol bol veya kaplama alanı geniş

paratonerler kurmak değildir. Tesisin yüksek bölümleri, metalik sivri noktaları,

yakalama uçları ile donatılmalı ve gerekiyor ise bazı yerlere direkler dikilerek metal

teller ile bir birlerine bağlanmalıdır. Yıldırımdan korunmada ana felsefe mümkün

olduğunca Faraday kafesi oluşturulmaya çalışmaktır. Paratoner ve yakalama çubukları

dışında, elektrik tesisine atmosferik olaylar (şimşek çakması) dolayısı ile yüksek

gerilim girmemesi için de tedbir alınır. Kendinden emniyetli devrelerde alçak gerilim

(AG) yıldırımlıkları (parafudur) konulması mecburidir.

Patlayıcı Ortamlarda Yıldırımdan Korunma Örnekleri

Eş potansiyel kuşaklama ve parafudr uygulaması

Patlayıcı Tesisler İçin Yıldırımdan Korunma Örneği

BORU HATTI İSTASYONLARINDA YILDIRIM VE ANİ AŞIRI GERİLİM DARBELERİNDEN KORUNMA

Alçak gerilim dağıtım sistemlerini besleyen güç kaynakları için yıldırım akımı ve ani aşırı

gerilimleri bastıran çok kutuplu modüler alçak gerilim parafoduru.

Telekominikasyon ve telekontrol sistemleri için LifeCheck® entegreli ,soketli alçak

gerilim parafuduru.

Yanıcı alanlarda Telekominikasyon ve telekontrol sistemleri için LifeCheck® entegreli

,soketli alçak gerilim parafuduru

Yanıcı Patlayıcı (1, 2, 21, 22 no’lu) alanlarda yıldırım akımları ve aşırı gerilim

darbelerinden korunmak için ATEX sertifikalı spark gap

Açık sahalar için (IP67) paslanmaz çelikten yapılmış kendine özgü güvenli k ölçüm

cihazları için ani aşırı gerilim bastırıcıları.

Tehlikeli alanlar için boru kelepçesi Art. - Nr. 540 803

Çeşitli materyal ve çaplardakı boru eklemeleri için ark önleyici topraklama kelepçesi.

(Ex-proof 1, 2, 21, 22 no’lu alanlar için)

Boru hattı istasyonlarında yıldırım ve ani aşırı gerilimden korunma

Gerilim farklılıklarından dolayı, dış cephe yıldırımdan korunma sistemleri ile yapı

içinde bulunan iletken parçalar (ölçüm ve kontrol kabinleri, kablo boruları, çok inişli

iletişim baraları vb. ) arasında atlama veya kıvılcım oluşma tehlikesinden sakınılması

için, yıldırımdan korunma sistemleri ile ilgili parçalar arasında ki “s” mesafesinin IEC/EN

62305-3, standardına uygun olarak he-saplanması gerekir. Halihazırda kurulu veya

kurulacak olan sistemlerde bu şekilde bir tehdit varsa eşdeğer ayırma mesafesi, “s”

hava için 0,75 m alınır. Güvenli ayırma mesafesinin hesaplanamadığı ya da

uygulanamadığı ortamlarda HVI® İletken (DEHNconductor programı ) kullanılması

önerilir.

Alçak gerilim dağıtım sistemlerini besleyen güç kaynakları için yıldırım akımı ve ani aşırı

gerilimleri bastıran çok kutuplu modüler alçak gerilim parafoduru.

Uzaktan hata izlemeli , çok kutuplu ani aşırı gerilim bastırıcı alçak gerilim parafuduru.

Telekominikasyon ve telekontrol sistemleri için LifeCheck® entegreli ,soketli alçak

gerilim parafuduru.

Yanıcı alanlarda Telekominikasyon ve telekontrol sistemleri için LifeCheck®

entegreli ,soketli alçak gerilim parafuduru

Yüksek gerilime dayanıklı, tehlikeli alan (1, 2, 21, 22 no’lu) izole iniş iletkeni

Tehlikeli alanlarda (açık hava ve yer altı, 1, 2, 21 ve 22 no’lu ex-proof alanları) ani aşırı

gerilim ve yıldırımdan korunma amaçlı ATEX sertifikalı spark gap ( ark yuvası )

BXT ML4 BD EX 24 + BXT BAS EX ve benzeri cihazları dış çevre koşullarından

yalıtmaya yarayan IP 65 Alüminyum kutu

Tehlikeli alanlardaki güç cihazlarının (örn. Motorlu vanalar ) korunmasında, EEx de C

kutu içi ani aşırı darbe gerilimi bastırıcıları

Açık sahalar için (IP67) paslanmaz çelikten yapılmış kendine özgü güvenli k ölçüm

cihazları için ani aşırı gerilim bastırıcıları.

Katodik koruma doğrultucusundan çıkan her kablo, özellikle ayarlanmış, yıldırım

akımı ve darbe engelleyicilere yönlendirilir. Bu, kısmi yıldırım akımlarının yanı sıra boru

hattı, şalter ve kesicilerinin sebep olabileceği darbeler güvenli bir şekilde kontrol altına

alınır. Yıldırım akımı ve ani aşırı darbe bastırıcıları , sistemde oluşan aşırı yüklerin

katodik koruma kurulumuna zarar vermemesi amacı ile kendilerine ait metal kutularda

tutulmalıdır.

Aktif korozyon koruma kurulumları için (anot elektriksel devreleri) uzaktan izleme

sistemi sinyali adapte edilmiş,çelik kutu içerisinde kullanılması tavsiye edilen yıldırım

akımı ve ani aşırı akım darbe bastırıcı

Aktif katodik koruma kurulumlarının ani aşırı gerilim ve yıldırım akımlarından

koruması için metal kuru içerisinde kullanılması tavsiye edilen ,uzaktan hata sinyalli

alçak gerilim parafodurları

APD 36 ve benzeri cihazları dış çevre koşullarından yalıtmaya yarayan IP 65

Alüminyum kutu

ATEX sertifikalı izole ark yuvası, aşırı yük ve yıldırım akımların-dan yüksek korunma

BORU HATTI EKLEME NOKTALARININ KORUNMASI

EXFS 100 koruyucu cihazı, yanma patlama riski olan alanlarda kullanılan ilk izole ark

yuvasıdır. - DIN EN 50164-3 standardına dayalı, aşırı yüklere dayanır (yıldırım akımı

taşıma kapasitesi 100kA (10/350 μsn) , H sınıfı).

-AFK’ya (Alman Katodik Korozyondan Korunma Komite-si) ait olan yalıtım ile ilgili 5

no’lu tavsiyesinin gereksi-nimlerini karşılamaktadır.

- Boru hatlarında “inculating” ünitelerinin ve güç frekansı “sparkover” gerilimlerinden

kaynaklanan geçici a.c parazitlerini kontrol altında tutmaya yarar.

- Yanıcı gazlar (Alan 1, 2) yada yakıcı tozlar (alan 21, 22) bulunduran atmosferlerde

kullanılır.

Ex-proof (1, 2, 21, 22 no’lu) alanlarda yıldırım akımları ve aşırı yüklerden korunmak için

ATEX sertifikalı spark gap (ark yuvası)

Tehlikeli alanlarda (açık hava ve yer altı, 1, 2, 21 ve 22 no’lu ex-proof alanları) aşırı yük

ve yıldırımdan korunma amaçlı ATEX sertifikalı spark gap (ark yuvası)