yanıcı ve patlayıcı tesislerde topraklama ve yıldırımdan

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 sistemlerinin 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)