3 Uçlu Ölçüm Metodu ile Topraklama Direnç Ölçümü          4 Uçlu Ölçüm Metodu ile Toprak Özgül Direnç Ölçümü

Toprak direnci, toprağın elektrik akımını geçirdiği sırada gösterdiği tepkidir. Topraklama ölçümü ise toprak direnci test cihazı (toprak megeri) kullanılarak hassasiyetle ölçüm işleminin yapılmasıdır. Bu çalışmada topraklama direncinin nasıl ölçüldüğü ve toprak direncini etkileyen faktörler açıklanacaktır.

Yeryüzünde hiçbir şey topraktan daha bol değildir. Kimi zaman toprak bir binanın temeli olurken, kimi zaman da insanlara besin veren maddedir. Mühendisleri en çok ilgilendiren alanı ise elektriki (iletkenlik ve direnç) yönüdür.

Topraklama direnci (toprak direnci), toprağın elektrik akımını geçirebilmesi sırasında gösterdiği tepkidir. Toprak, aslında bakır gibi iletkenlere göre daha zayıf bir iletkendir. Ancak, akım için alan yeteri kadar büyükse, direnç düşük olup toprak iyi bir iletken haline gelebilir. Bu nedenle sistemdeki iletkenler ile toprağın arasında olması gereken bir direnç söz konusudur. Tesis kurulmadan önce bu ölçümler yapılarak gerekli hesaplamalar ve hazırlıktan sonra tesisat kurulumu gerçekleştirilir.
Toprağın özdirenci (özgül direnç) 1 m³ toprağın direncidir. Değeri toprağın yapısı ve içindeki su oranına bağlıdır. Bir elektrodun toprağa geçiş direnci, toprağın özdirencine bağlıdır. Tabloda konuyla ilgili birkaç örnek yer almaktadır.

Her iletkenin toprağa karşı yalıtımı toprak direnci test cihazı (toprak megeri) ile iletkenlerin birbirine karşı yalıtımı ise izolasyon test cihazı (izolasyon megeri) ile ölçülür. Kısacası tüm yalıtım direnci ölçen cihazlar (megerler) özel olarak üretilmiş birer portatif ohm metredir.

Toprak Direncini Etkileyen Faktörler

• Bitkisel yapılar ya da diğer elektrikli tesisler, boyutu genişletebilir. Bu tür değişiklikler için farklı topraklama elektrotlarına ihtiyaç duyulabilir.
• Tesislere daha hassas modern bilgisayar kontrollü ekipmanlar eklemek gibi olası durumlar, elektriksel gürültüyü artırır. Eski ekipmanların bu yeni ekipmanlara uyumsuzluk göstermesi, bu elektriksel gürültünün nedeni olabilir.
• Metalik olmayan borular ve kanalların yeraltına döşenmesi gibi sistemler, düşük toprak direnci açısından güvenliği tehdit edebilir.
• Toprak direncini etkileyen diğer önemli faktörlerden biri de toprağın nemli olmasıdır.

Topraklama Ölçümünün Teorik Prensibi
Toprak megeriyle yapılan ölçümlerin ilk teoriksel ölçüm mantığı ve hesaplarını ABD Standard Bürosu’ndan Dr. Frank Wenner 1915 yılında yapmıştır. Klasik tip toprak megerleri E, P ve C olmak üzere üç adet elektroda sahiptir.

E: Toprak elektrodu,
C: Akım elektrodu,
P: Potansiyel elektrodu.

Kullanıcılar, E ve C elektrotlarına sabit akım uygulayarak E ile P arasındaki potansiyel farkı elde etmektedir. Cihaz, V/I hesabının yapılması ile toprak direnci olan R’yi vermektedir.

Topraklama Direnci (Toprak Direnci) Nasıl Ölçülür
En yaygın yöntem, 2 kazıklı (3 problu) ölçüm şeklidir. P ve C elektrotları toprağa derinlemesine çakılır. Bu elektrotlar arasındaki mesafe 5-10 m olmalıdır. Yeşil kablo topraklama barasına bağlanır. Bu bara, mutlaka ayrılmalıdır. Sarı kablo, potansiyel elektroduna (P), kırmızı kablo ise akım elektroduna (C) bağlanır. Elektrotların çakıldığı toprağın nemli olması, kazıkların kolay çakılmasını ve toprak direncinin daha düşük çıkmasını sağlar. Eğer toprak kuruysa su dökülerek nemlendirme sağlanabilir.

Toprak Özdirenci (Özgül Direnç) Nasıl Ölçülür

Toprağın kendi direnci ne kadar düşükse, yapılan topraklamanın direnci de o kadar düşük olur. Özgül direnç Wenner Metodu’nu kullanarak 4 kazık yardımıyla ölçülebilir. Kazıklar, eşit uzaklıkta çakılır ve ölçüm gerçekleştirilir.

Toprak Gerilimi Ölçümü

Toprak direnci test cihazının kademesi toprak gerilimine getirilir ve gerekli ibareler ekranda görülür. Gerilimin 10V veya daha az olduğundan emin olunmalıdır. Eğer 10V’den daha büyük değerler söz konusu olursa toprak direnç değerinde aşırı hatalar olabilir. Bu hatalı ölçümü önlemek için gerilim azaltılmalı veya kaynak kapatılmalıdır.

Toprak Megeri ile Hassas Ölçüm
Hassas ölçümdeki mantık, kullanılan multimetrelerde hassaslık ayarıyla birebir benzer bir durumdur. Cihazınızdaki anahtar, 2000 ohm pozisyonuna getirilmelidir. Test sırasında LED’ler aktif hale gelir. Toprak direnci düşükse anahtar 200 ohm veya 20 ohm kademesine getirilir. Gösterilen değer topraklanmış ekipmanın toprak direncidir.