Yıldırımın Düşmesini Engellemek

Geleneksel yıldırımdan korunma metotlarının yeterli olmadığı TV ve radyo verici tesislerinde daha kompleks bir koruma gerekmektedir. Özellikle yüksek yapıların ve kulelerin yıldırımı daha çok çektiği düşünüldüğünde, bu tür bina ve kuleler normalde düşmeyecek olan yıldırımları tetikleyerek düşmesine neden olurlar.

 

► İlginizi Çekebilir: Cihazlarımızı En Doğru Şekilde Yıldırım ve Aşırı Gerilimden Nasıl Koruruz?

Dağlık bölgelerdeki kuleler ve binalar yıldırımı daha fazla çekerler. Yıldırım bulutlardaki yüksek potansiyelin toprağa boşalması işlemidir. Bu işlemin yavaş ve sürekli olarak yapılması halinde bulutlardaki potansiyel azalacağından o bölgeye yıldırımın düşmesi engellenmiş olacaktır.

Enerji Nakil Hatlarının Yıldırımdan Korunması

Enerji nakil hattının enerji taşıyan tellerinin ve direklerin tepesinden geçecek şekilde yıldırımdan koruma iletkeni olmalıdır. Enerji nakil hattındaki direklerden birine yıldırım düştüğünde direğin ortalama direncinin 50 ohm olduğunu düşünürsek direk üzerinde düşen gerilim yaklaşık olarak 800 kV olur.
 

Şekil 1: Korunmasız Enerji Nakil Hatlarında Oluşan Yüksek Gerilimler

Direk üzerinde oluşan bu gerilimden faz hattına izolatörlerden atlama meydana gelir. Atlayan bu gerilim de enerjinin beslediği sistemlere zarar verir. Buradan da anlaşılacağı gibi enerji nakil hattının topraklamalarının iyi yapılarak topraklama direncinin küçük olması sağlanmalıdır. Bu direncin maksimum 10 ohm olması gerekir. Enerji nakil hatları direklerinin topraklama dirençlerinin 10 ohm olması durumunda direk üzerinde oluşabilecek yaklaşık gerilim 475 kV mertebesindedir.
 

Enerji nakil hatlarında genel olarak yıldırıma karşı koruyucu olarak iki yöntem uygulanır:

1) Paralel Koruyucu Yöntemi: Bu yöntemde faz ile toprak arasına yüksek gerilimi kısa devre yapacak malzemeler konulur. Bunlar paralel bağlanmış gaz tüplerinden, metal oksit varistörlerden oluşmaktadırlar. Bu tür koruma yöntemiyle yüzde yüzlük koruma sağlanamamaktadır ancak bunların hatlara tesis edilmesi kolay olduğundan ve fiyatlarının ucuz olması nedeniyle sık olarak kullanılmaktadır.

2) Seri Koruyucu Yöntemi: Koruyucu malzeme faz iletkenine seri olarak bağlanır. Malzemenin içinde yıldırım enerjisini sınırlayan devre elamanları mevcuttur. Enerji hattına seri 1 Mhz frekansa kadar yüksek empedans gösterecek bir bobin bağlanır. Yıldırım bu bobinden geçemeyerek toprağa kısa devre edilir. Yıldırımın bobinden geçen kısımları da faz hatlarına bağlanan gerilim sınırlayıcı kontaktörlerle sistemlere ulaşması engellenmiş olur.

 

Kritik Açıklık

Yıldırımdan korunma tesisatlarında fazla dikkat edilmeyen hususlardan birisi de kritik açıklıktır. Kritik açıklık paratonerle topraklama arasındaki iniş iletkeninin diğer iletkenlerle (elektrik tesisatı, zayıf akım tesisatı, telefon tesisatı vs.) arasındaki uzaklıktır.

Bu açıklık belirli bir değerden küçük tutulduğunda iki iletken arasında endüksiyon yolu ile aşırı gerilimler oluşabilmektedir. Bu da sistemlere zarar vermektedir. Kritik açıklık emniyetli bir uzaklığın altına düşürülmemelidir. Bazı ülkelerde kabul edilen kritik açıklıklar Almanya'da 1.5 metre, İngiltere'de 1.83 metre, Hollanda'da 1 metre!dir.
 

Topraklama

Topraklama malzemeleri olarak aşağıdaki malzemeler kullanılmaktadır:

Statik Topraklama

Ülkemizde fazla önemsenmeyen statik topraklama, aslında elektronik cihazlar ve insan hayatı için önemlidir. Bina ve istasyonlardaki elektrik tesisatındaki arızalar nedeniyle binaya veya cihazlara kaçan elektriğin insanlara zarar vermeden toprağa boşaltılması için zorunlu olarak kullanılmalıdır.
 

Şekil 2: Bir Topraklama Sistemi Örneği


► İlginizi Çekebilir: Elektrik Tesislerinde Topraklama

Ayrıca bilgisayar ve vericiler gibi elektronik cihazların üzerinde biriken manyetik alanları toprağa boşaltmak için kullanılması zorunludur. TV verici istasyonlarında istasyonun bir köşesine topraklama barası yapılır  ve istasyonda bulunan tüm cihazlar bu baraya bağlanır.
 

Koruma Topraklaması

Canlıların dokunma ve adım gerilimlerine karşı korunmak için gerilim altında olmayan iletkenlerin topraklanması için yapılan topraklamaya denir. Anten kulesindeki paratoner için yapılan topraklama bağımsızdır. Ancak anten kulesi ile binanın ve cihazlara ait topraklama yapıldıktan sonra, topraklama baraları birleştirilir.
 

Enerji hattı üzerinden gelebilecek yıldırımdan korunmak için gerilim sınırlayıcı kontaktörler bulundurulmalıdır. Anten kulesi tepesi üzerindeki ikaz ledlerinin bulunması yıldırımı çekmelerinde etkili bir faktördür. Bu amaçla LED'i besleyen enerji hattı da yıldırımdan etkilenebilecektir. Bu hat üzerinde de koruyucu devrelerin bulundurulması koruma sağlayacaktır.
 

Topraklamaların Birleştirilmesi

Bir tesiste koruma, işletme ve yıldırım topraklamaları bulunabilir. Koruma ve işletme topraklamalarının bir kısmı alçak gerilim ve bir kısmı yüksek gerilim tesislerine ait olabilir. Bir tesiste bulunan bu çeşitli topraklamaların birbiri ile birleştirilmesi bazı faydalar sağladığı halde bazı zararlara da yol açabilirler.

Topraklamaların birleştirilmesinin sağladığı en önemli yarar, toplam topraklama direncinin düşmesidir. Böylece topraklamaların daha ekonomik bir şekilde gerçekleştirilmesi mümkün olur. Ayrıca farklı topraklamaların birleştirilmesi ile, bu topraklamalara bağlı kısımlar arasında tehlikeli gerilim farklarının meydana gelmesi önlenmiş olur.
 

Şekil  3: Tüm Topraklamaların Birleştirilmesi


► İlginizi Çekebilir: Uçaklarda ve Gemilerde Topraklama Nasıl Yapılır?

Topraklamaların birleştirilmelerinden doğan sakıncaların başında tehlikeli potansiyel sürüklenmeleri gelir. Onun için 65 V'dan daha büyük topraklayıcı gerilimlerinin baş göstermesi halinde, sıfır hatları, kablo mahfazaları, su boruları, demir yolu rayları veya çitler üzerinden topraklayıcı geriliminin müsaade edilmeyen büyük bir kısmının civara sürüklenip sürüklenmediğini ve çok büyük temas veya adım gerilimlerinin meydana gelip gelmediklerini kontrol etmek gerekir.

Aşağıda birbirine bağlanabilecek olan topraklamaların en önemlileri özet olarak verilmiştir:

1) Santrallerin, bağlama ve transformatör istasyonlarının iç ihtiyaç tesisleri: Yüksek gerilim topraklama tesislerinin içinde bulunan ve yüksek gerilim tesisleri tarafından beslenen alçak gerilim tesislerinde bütün koruma ve işletme topraklamalarının birleştirilmeleri gerekir.

2) Bir yüksek gerilim topraklama tesisinin dışında bulanan alçak gerilim tesisleri: Böyle bir tesiste koruma ve işletme topraklamalarının birbirine bağlanabilmeleri için aşağıdaki şartların gerçekleşmesi gerekir:

3) Yıldırım topraklaması, alçak gerilim tesislerinde hava hattına ait koruma iletkeni, transformatör istasyonlarının ve bağlama tesislerinin topraklama tesisleri ile bağlanırlar. Ayrıca bina yıldırımlık tesislerinin koruma işletme topraklamaları ile bağlanmasına müsaade edilir.



Kaynak: 

► HowStuffWorks