Kısa cevap
Evet, beton iletkendir; ancak bir metal gibi değil. Beton, elektrik akımını gözeneklerinde bulunan nem ve bu nemin içinde çözünmüş iyonlar sayesinde iletir. Tamamen kurumuş bir beton parçası oldukça yüksek bir dirence sahipken, toprakla temas eden ve sürekli nem alan temel betonu, çevresindeki toprağa yakın bir iletkenlik gösterir.
Bu özellik, modern binalarda topraklamanın neden temel betonunun içine yapıldığını da açıklar. Temel betonuna gömülen bir iletken, betonun nemli kütlesi aracılığıyla toprakla çok geniş bir yüzeyde temas eder. Üstelik beton, içindeki çeliği korozyona karşı korur. Bu yazıda betonun iletkenliğini neyin belirlediğini, temel topraklamasının nasıl çalıştığını ve uygulamada nelere dikkat etmek gerektiğini anlatıyoruz.
Betonun iletkenliğini ne belirler?
Beton; çimento, su ve agregadan oluşan gözenekli bir malzemedir. Çimento sertleşirken suyun bir kısmı kimyasal olarak bağlanır, bir kısmı ise gözeneklerde kalır. Bu gözenek suyu, çimentodan çözünen kalsiyum, sodyum ve potasyum gibi iyonları içerir ve akımı ileten asıl ortam budur. Dolayısıyla betonun iletkenliği büyük ölçüde şu etkenlere bağlıdır:
- Nem durumu: Gözenekler ne kadar fazla su içeriyorsa iletkenlik o kadar yüksektir. Kuru ortamda bekleyen bir betonun direnci, nemli toprakla temas eden bir betonunkinden çok daha yüksektir.
- Çevresindeki toprak: Toprağa gömülü beton, topraktaki nemi zamanla emer ve nem dengesine ulaşır. Bu nedenle temel betonu, çevresindeki toprağın iletkenlik özelliklerine yakın davranır.
- Betonun yaşı ve yapısı: Taze betonda gözenek suyu fazladır. Zamanla beton olgunlaştıkça ve kuruyabildiği ölçüde iletkenliği değişir.
- Sıcaklık: Donmuş beton ve donmuş toprak, akımı çok daha zayıf iletir. Kış koşullarında yapılan ölçümlerde bu durum dikkate alınmalıdır.
Bu nedenle "betonun direnci şu kadardır" diye tek bir sayı vermek doğru olmaz. Aynı beton, kurak bir yaz sonunda ve yağışlı bir bahar döneminde farklı değerler gösterebilir. Topraklama tasarımında ve ölçümünde önemli olan, betonun tek başına değil, toprakla birlikte oluşturduğu sistemin davranışıdır.
Temel topraklaması neden betona gömülür?
Temel topraklayıcısı, binanın temel betonunun içine, genellikle temel boyunca kapalı bir halka oluşturacak şekilde yerleştirilen şerit veya iletkendir. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği temel topraklayıcısını tanımlar ve binalarda uygulanmasını öngörür. Bu çözümün öne çıkmasının birkaç nedeni vardır:
- Geniş temas yüzeyi: Temel betonu, binanın tüm oturum alanı boyunca toprakla temas eder. İçindeki iletken bu geniş beton kütlesi aracılığıyla toprağa bağlandığından, tek bir çubuk topraklayıcıya kıyasla çok daha düşük ve kararlı bir topraklama direnci elde edilebilir.
- Korozyona karşı koruma: Betonun yüksek alkali ortamı, içindeki çeliğin yüzeyinde koruyucu bir tabaka oluşmasını sağlar. Doğrudan toprağa gömülen bir iletken zamanla korozyona uğrayabilirken, betonun içindeki iletken uzun yıllar boyunca sağlam kalır.
- Mekanik koruma: Temelin içindeki iletken kazı, peyzaj çalışması veya araç trafiği gibi dış etkilerden korunur.
- Eş potansiyel etkisi: Temel topraklayıcısı, binanın altında geniş bir eş potansiyel düzlemi oluşturur. Bu da arıza ve yıldırım durumlarında dokunma ve adım gerilimlerinin sınırlanmasına katkı sağlar.
Temel topraklayıcısı genellikle binanın elektrik tesisatının koruma topraklaması ve yıldırımdan korunma tesisatının topraklama sonlandırması için ortak olarak kullanılır. Bu nedenle tasarım aşamasında doğru planlanması, binanın tüm ömrü boyunca güvenliği doğrudan etkiler.
Ölçümde ve uygulamada dikkat edilmesi gerekenler
Temel topraklaması bir kez beton döküldükten sonra artık görülemez ve düzeltilmesi son derece zordur. Bu nedenle uygulama sırasında ve sonrasında şu noktalara dikkat edilmelidir:
- Ölçü ve bağlantı noktaları: Temel topraklayıcısından bina içine ve dışına çıkan bağlantı uçları, ileride ölçüm yapılabilecek şekilde erişilebilir bırakılmalıdır. Ölçü klemensleri sıva veya kaplama altında kalırsa periyodik ölçüm zorlaşır.
- Su yalıtımı: Temel altına uygulanan su yalıtımı membranları betonu topraktan elektriksel olarak ayırabilir. Bu durumda temel betonunun içindeki iletken toprakla beklenen teması kuramaz ve topraklama etkinliği belirgin biçimde düşer. Bu tür yapılarda topraklayıcının yalıtımın dışında, doğrudan toprakla temas edecek şekilde tasarlanması gerekir.
- Bağlantıların sağlamlığı: Temel içindeki iletkenin ek yerleri ve beton dışına çıkış noktaları, beton dökümü sırasında yerinden oynamayacak ve korozyona uğramayacak şekilde yapılmalıdır.
- Ölçüm koşulları: Topraklama direnci ölçülürken toprağın nem durumu ve mevsim kayda geçirilmelidir. Aynı tesiste farklı yıllarda yapılan ölçümleri karşılaştırırken bu koşulları da göz önünde bulundurmak gerekir.
Betonun iletken olması, temel topraklamasının her durumda yeterli olacağı anlamına gelmez. Topraklamanın gerçekten istenen değerleri sağladığı ancak ölçümle doğrulanabilir. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği ve İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği, topraklama tesisatının periyodik olarak ölçülmesini öngörür.
Mevcut bir binada temel topraklamasının yeterli olmadığı ölçümle ortaya çıkarsa, çözüm genellikle temel topraklayıcısını iptal etmek değil, onu toprağa doğrudan gömülen ek topraklayıcılarla desteklemektir. Ek topraklayıcıların sayısı, türü ve yerleşimi, ölçüm sonuçlarına ve toprağın özelliklerine göre belirlenir.
Binanızın topraklama sisteminin güncel durumunu öğrenmek isterseniz topraklama ölçümü ve tesisat muayenesi hizmetimiz hakkında bilgi alabilirsiniz. Topraklama, yıldırımdan korunma tesisatının da temel bileşenidir; ayrıntılar için yıldırımdan korunma tesisatı muayenesi sayfamıza göz atabilirsiniz.