Günümüzde birçok uygulayıcı, tek başına dış yıldırımlık sistemi kullanılması durumunda, sistemlerimizi yıldırım veya ani aşırı gerilimden koruduğunu düşünmektedir. Halbuki, bir tesiste sadece dış yıldırımlık sistemleri kullanılıp, iç yıldırımlık sistemlerinin kullanılmaması, meydana gelebilecek riskleri daha da arttırmaktadır. Uygulamada birçok tesiste görülen durum, dış yıldırımlık sistemine düşen yıldırımın tesise yönelerek birçok cihaza zarar verdiğidir. Bu nedenle tek başına dış yıldırımlık sistemi kullanılması, cihazlarımızı korumayacaktır. Buna ek olarak, yıldırım darbesi düştüğü yerden itibaren yaklaşık 2 km’lik bir alanda etki gösterir. Yani bulunduğumuz yerden 2 km uzağa düşen bir yıldırım akımı ana panolara doğru ilerleyerek ana panolara bağlı tüm elektrik sistemine ciddi zarar verir.



Yıldırım ve aşırı gerilime karşı korunmada önemli kriterlerin başında doğru ürün seçimi gelir. Uygulamada görülen en önemli hatalardan biri de Tip 1+2 parafudr ile Tip 2 parafudrların karıştırılması ve sonuç olarak yanlış ürün kullanılmasıdır. Tip 1+2 ürünler ile Tip 2 ürünler arasında işlev, kullanım yeri ve fiyat olarak ciddi farklar vardır. Bunu anlamak için öncelikle, darbe karakteristiğine bakmak gerekir.

Yıldırım ve şebeke darbe karakteristiklerinin karşılaştırılması

Yıldırım darbesinin karakteristiği 10/350 yani 10 mikro saniyede tepe değerine ulaşmakta, ardından 350 mikro saniyede ise tepe değerinin yarısına düşmektedir. Aşırı gerilim darbesi ise, 8 mikro saniyede tepe değerine ulaşırken, 20 mikro saniyede tepe değerinin yarısına düşmektedir. Farklı karakteristiklere sahip darbeler için kullanılması gereken parafudr tiplerinin de farklı olması kaçınılmazdır.

Yıldırım ve ani aşırı gerilim darbelerinden korunmak için kullandığımız AG Parafudr sistemleri her yapı ve tesise göre farklı olarak dizayn edilmelidir. Bu noktada AG Parafudr sistemlerinin çeşitleri ön plana çıkmaktadır.

 

Elektrik tesisatına karışan 10/350µsn dalga formundaki yıldırım darbelerine karşı koruma yapar.
 

Elektrik şebekesinde oluşan 8/20µsn aşırı gerilim darbelerine karşı koruma yapar. Bu darbeler; çoğunlukla elektriksel cihazların devreye girip çıkması, anahtarlanması esnasında oluşur. Tali panolarda sayaç sonrası kullanılır. Daha uygun maliyetli ürünlerdir ve genelde varistör teknolojisine sahiptir.
 

Tip 3 AG parafudrlar, hassas sistemlerin korunmasında kullanılan son nokta koruma cihazlarıdır. Hızlı bir şekilde devreye girmektedirler ve Up koruma seviyeleri düşüktür. Yine 8/20µsn aşırı gerilim darbelerine karşı koruma yaparlar.

 

 

Hem yıldırım kaynaklı aşırı gerilimlere hem de elektrik şebekesinde anahtarlamaya bağlı oluşan darbelere karşı koruma yapan parafudr tipidir. Genelde hibrid teknoloji içerirler. Üstün korumalı ürünlerdir ve ana panolarda sayaç öncesi kullanıma uygundur.
 

Anahtarlamaya bağlı şebeke darbelerine karşı koruma ve hassas sistem koruması yapan parafudrlardır.

 

► İlginizi Çekebilir: Paratoner Yıldırımdan Korunmada Yeterli midir?

 

Yıldırımdan korunma sistemleri dört sistemin birbiri ile entegre olması sonucunda kurulmalıdır. Günümüzde birçok uygulayıcı tarafından, yıldırımdan korunma sistemleri, sadece dış yıldırımlık (faraday kafesi, yakalama ucu, gergi teli, paratoner) uygulamaları olarak algılanmaktadır. Bir tesiste uygulanması gereken yıldırımdan korunma sistemleri içinde, dış yıldırımlık uygulamaları bu bütünün sadece dört ayağından biridir. Yıldırımdan korunma sistemleri dört sistemin bütünleşmesi sonucu oluşturulmalıdır.

Bunlar iyi bir topraklama sistemi, doğru projelendirilmiş eş potansiyel sistem, binamızın dışında yer alacak yapı tipine göre seçilmiş dış yıldırımlık sistemi ve kademeli olarak yerleştirilmiş iç yıldırımlık sistemi olarak sıralanmaktadır. Bu sistemler tesis ve yapılarda standartlar ile teknik açıdan değerlendirdiğimizde olmak zorundadır. Eğer bir yapıya iç yıldırımlık sistemi kurmayacaksak dış yıldırımlık sistemi kurarak tüm enerji ve veri hatlarımız ile elektronik cihazlarımızı riske atmış oluruz. Diğer taraftan bir yapıda topraklama sistemi yok ise iç yıldırımlık sistemini o yapıya entegre edemeyiz. Ayrıca eş potansiyeli eksik olan bir tesis dış yıldırımlık sisteminin kuplaj etkilerinden dolayı zarar görebilmektedir. Bu entegrasyon basamakları daha da arttırılabilir.

 

Sonuç olarak bir tesisi/yapıyı yıldırımdan doğru şekilde korumak, yangın riskini azaltmak ve canlıların zarar görmesini engellemek için dış yıldırımlık sistemi, elektronik cihazları korumak için ise iç yıldırımlık sistemi o yapıda olmak zorundadır.

Ani aşırı gerilimler birkaç mikro saniye ile birkaç mili saniye arasında meydana gelen ve tedbir alınmadığı zaman can ve mal kaybına sebebiyet veren gerilimlerdir. Bu tür gerilimleri oluşum bakımından başlıca iki grupta inceleyebiliriz.

 

Yıldırım deşarjı sırasında 2.000 ile 200.000 Amper arasında bir akım oluşmaktadır. Bu değerler yaklaşık olarak 2 km mesafeye kadar bir alanda bulunan enerji iletim hatları, haberleşme hatları, güvenlik sistemleri vb. sistemler üzerinde direkt yıldırım deşarjı veya manyetik alan etkisi ile bir gerilim oluşmasına sebep olurlar. Meydana gelen bu gerilimler tesisat veya cihaz dayanım sınırlarının üstünde ise izolasyon bozulmaları, yanma ve patlamalar şeklinde açığa çıkmaktadır. Bir yapıda yıldırım etkili ani aşırı gerilimin oluşabilmesi için o yapıda dış yıldırımlık sistemi olmasına gerek bulunmamaktır. Yıldırım deşarjı toprağa ulaştıktan sonra 2 km’lik bir alan içerisinde daireler şeklinde yayılarak direncin düşük olduğu noktaya doğru hareket etmektedir. Bu nedenle yukarıda belirtmiş olduğumuz iç yıldırımlık sistemlerini binamızda dış yıldırımlık sistemi olmasa da kullanmak zorundayız.
 

Bir iletkenden geçen akım manyetik alan oluşturur ve akım kesildiğinde manyetik alan aniden azalır. Manyetik alanının aniden değişmesi sonucu iletken üzerinde biriken enerji indüklenme yolu ile gerilim olarak sistem içerisine dağıtılır. Bu tür gerilimler çok yaygın olarak görülmektedir. Faraday kanunu ile açıkladığımız bu olay, gerçek hayatta elektrik sistemine bağlı cihazların devreden çıkması ile oluşan çok hızlı akım değişimleri sonucu gerilim darbeleri ile örneklenebilir.

Günlük yaşantımızdaki birçok aktivite elektrikli ve elektronik cihaz ile sistemlerin doğru bir şekilde çalışmasına bağlıdır. Bu sistemlerin en sık bozulma nedenlerinden biri, veri iletimini aksatan ve bu donanımların hasara uğramasına sebep olan ani aşırı gerilimlerdir. Kesintisiz güç kaynakları bir aşırı gerilim koruma sistemi olarak görülebilir. Fakat UPSler devrelerde meydana gelen değişmeleri düzenlemek için kullanılıyorsa herhangi bir gerilim koruma sistemi içermez. Ayrıca panolarımızda yer alan sigorta ve röleler yıldırım karakteristiğine sahip darbelerde işlev yapmamaktadır. Çünkü uzun süreli darbelere entegreli sistemlerdir. Yıldırım deşarjı ise çok kısa süreli bir darbe karakteristiğine sahiptir ve toprak üzerinde geç sönümlenmektedir. Bu nedenle iç yıldırımlık sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır.


 

Alçak gerilim tesislerinde faz-toprak ve nötr-toprak arasına bağlanan aşırı gerilim parafudrları, darbe gelmesi durumunda iletime geçerek aşırı gerilimi kendi üzerinden söndürürler. Yani sistemimizin maruz kalacağı aşırı gerilimi üzerine alarak sistemin zarar görmesini engeller. Bunun için DIN-IEC normlarında bir kademeli koruma öngörülmektedir. Her kademe darbe gerilimini bir derece azaltarak neticede sistem için zararsız hale getirir. Dışardan gelen yıldırım darbesi için B sınıfı koruma, sistem içerisindeki ani aşırı gerilimlere karşı C sınıfı koruma ve hassas koruma için D sınıfı koruma kullanılır.
 

B sınıfı; Class 1 ya da Tip 1, C sınıfı; Class 2 ya da Tip 2, D sınıfı parafudrlar ise Class 3 ya da Tip 3 olarak da isimlendirilmektedir.
 

 

Binaya enerjinin giriş yaptığı ilk noktada genellikle ana panolarımıza B sınıfı ürünler, enerjinin bina içerisinde dağıldığı tali panolarda C sınıfı ürünler ve server, kamera, harici hat, data, bilgisayar ve diğer elektronik cihazların korunması içinde cihaz önlerine D sınıfı ürünler yerleştirilmelidir. Eğer bir yapıda dış yıldırımlık sistemi var ise doğrudan yıldırım deşarjına karşı koruma sağlayacak B sınıfı ürünün ana panoda kullanılması zorunlu olarak görülmektedir. Binamızın yakınlarında 200 kilo amperlik bir yıldırım darbesinin toprağa düştüğü varsayılırsa bunun 100 kA’i toprakta sönümlenecek geriye kalan 100 kA’lik kısım binamıza giriş yapacaktır. B sınıfı ürünlerde faz başına 50 kA’lik bir koruma seviyesi oluşturularak bu darbenin cihazlarımıza ulaşması engellenmektedir. B sınıfı ürün ile darbe akımlarının ana besleme noktasında 4,5 kV – 2,5 kV -1,5 kV mertebelerinde sınırlandırılarak sistemimizin zarar görmesini engeller. Bu koruma ana pano seviyesinde yapılmaktadır.

Enerjinin bina içerisinde dağıldığı tali panolarda ise C sınıfı koruma öngörülmektedir. Dış yıldırımlık olan bir yapıda B sınıfı kullanılmadan C sınıfı ürün kullanılır ise sistemimizin zarar görecektir. C sınıfı ürünler sistem içerisinde oluşan ani aşırı gerilimlerin hat üzerindeki cihazlara zarar vermesini engeller, aşırı gerilimleri 2,3 kV, 1,5 kV, 1 kV mertebesinde sınırlandırır. Genelde tali pano seviyesinde yapılan korumadır.



 

Gelişen teknolojiyle birlikte parafudr teknolojileri de gelişmekte ve daha akıllı hale gelmektedir. Parafudr teknolojilerini incelediğimizde yarı iletken elemanların kullanımı ön plandadır. Sınıf türleri arasında değişkenlik gösterse de ağırlıklı olarak varistör ve zener diyot kullanımı, darbenin yönlendirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Gelen darbenin şiddeti arttıkça varistör teknolojisi yetersiz kalmakta ve özellikle toprak nötr hattında varistörün zarar görmesi sonucunda cihaz devre dışı kalmaktadır. Bu durum sürekli bir kontrol ve ürünü izleme gerektirmekte dolayısıyla sistemde sürdürülebilir korumanın önüne geçmektedir. 
 

Spark gap kıvılcım aralığı teknolojisi, kimyasal bir teknolojidir. Gelen darbe akımlarını karbon halkacıkları sayesinde sönümlerler. Spark gap teknolojili ürünler devre dışı kalmazlar. Kısaca ömürsüz teknolojiye sahiptir denilebilir.

Avantajları

Deşarj kapasiteleri yüksektir ve performansı yüksektir. Darbe sonucu devre dışı kalmazlar.

Dezavantajları

Varistöre göre tepki süresi yavaştır ve gelen darbeleri kaçırabilir.

 

AG parafudr sistemlerinde yarı iletken teknolojisine paralel olarak gas deşarj tüpü teknolojisi büyük önem taşır. SafeTec teknolojisi de gaz deşarj tüpü (GDT) ve Metal Oksit Varistör (MOV ) teknolojisini birlikte içerir. Böylece yüksek enerjili darbeler kısa sürede sönümlenir.

Solar sistemler, GSM kuleleri gibi ulaşımı zor alanlarda varistörlü ürünler sorun oluşturmaktadır. Fakat şu da bir gerçektir ki en hızlı sönümlemeyi varistör teknolojisi sağlamaktadır. Teknolojinin gelişimine paralel olarak varistörlü ürünlere alternatif olarak gas deşarj tüpü ve spark gap teknolojileri kullanılmaktadır. Varistörün dayanım zafiyetine karşın bu teknolojilerde daha dayanımlı sönümlemeler gerçekleşmektedir. Ancak özellikle ikincil darbelerde maalesef bu teknolojilerde varistörün hızına ulaşamamaktadır. Varistör mü yoksa spark gap mi ikilemi arasında kalınabilir. “Varistörlü” ürünler 25 nanosaniye de devreye girmekte, “spark gap” li ürünler ise 100 nano saniyede devreye girmekte ürün dayanımı artmaktadır. Fakat yıldırımın hızı karşısında endişe yaratan bir durum oluşmaktadır.

 

MOV (metal oksit varistör) nonlineer direnç özelliği gösteren varistör, doğrusal olmayan bir devre elemanıdır. Sistemin gerilimi değiştikçe varistörün direnci de değişerek üzerinden akan akımı kontrol eder, yani varistör için gerilim kontrollü devre elemanı da denilebilir. Varistör voltajı olarak belirtilen voltaj seviyesinin altında yüksek bir direnç özelliği göstererek açık devre gibi davranır ve üzerinden akım geçmesine izin vermez. Sistem gerilimi varistör gerilimini geçtiğinde kısa devre gibi davranarak tüm akımı üzerinden akıtır.

 

 

Data koruma parafudrları; data hatları, IP kameraları ve diğer zayıf akım sistemleri ve bu sistemlere bağlı cihazların ani aşırı gerilimlere karşı korunması amacıyla kullanılır. Sigma POE ethernet hatları için CAT.6 girişli tip3 AG data koruma parafudrlarında GDT (Gaz Deşarj Tüpü) ve diyot teknolojisi kullanılır. Yüksek deşarj kapasitesi ve düşük Up seviyesine sahiptir. RJ45 soket ile kolay bağlantı sağlanır.
 

 

Ürün seçim tablosundan seçim yapılabilmesi için aşağıdaki dört ana unsur ile ilgili bilgi sahibi olmak gereklidir: Up Koruma Seviyesi Bu değer yıldırımdan meydana gelen yüksek gerilimin parafudr tarafından indirildiği değerdir. Örneğin: 1 – 1,2 – 1,5 – 1,8 – 2 – 2,5 kV.

Iimp:Parafudr'un (10/350 µs) dalga formundaki (yıldırım darbesi) darbeye dayanabileceği maksimum darbe akımıdır.

In: Parafudr’a zarar vermeden belirtilen sayıda (yaklaşık 20 kez)ve belirtilen dalga formunda (8/20µs) zarar görmeden dayanabileceği maksimum deşarj akımıdır.

Imax: Parafudrun(8/20µs) dalga formunda zarar görmeden dayanabileceği maksimum deşarj akımıdır.

Uc, Parafudrun Çalışma Gerilimi

Bir parafudrun normal koşullar altında şebekedeki maksimum çalışma gerilimidir, V cinsinden ifade edilir.





Sigma Elektrik Genel Ürün Kataloğu İçin Tıklayınız.

 

 

Ürün şekilde görüldüğü gibi korunacak ekipmanın önüne ve ekipmana paralel bir şekilde bağlantısı yapılmalıdır.
 

 

Ürün Bağlantı Şeması


 

► Metal oksit varistör (MOV) ile yüksek deşarj kapasitesi
► Termo dinamik kontrol izleme ile yüksek güvenilirlik D Sınıfı, Tip 1-2, Sınıf I-II

 

►İlginizi Çekebilir: Alçak Gerilim Parafudrları | Sigma Elektrik

                   

Kaynak