Yıldırımın, düştüğü konut veya ticari binalar üzerindeki hasarlar hemen farkedilebilir. Yıldırımın bu binalar üzerindeki etkileri hızlı ve doğruluk oranı yüksek bir şekilde değerlendirilebilir. Önemli sistemlerin hızlı bir şekilde tamir edilip tekrar devreye sokulması hasarı en aza indirir.


Çalışanlar için rüzgar enerji santralleri ve diğer enerji santralleri, şalt sistemleri gibi geniş alana yayılmış sistemleri sürekli incelemek genel olarak mümkün olamaz. Hasar ancak meydana geldikten çok sonra gözlemlenebilir. Bu yüzden akıllı izleme sistemlerinin kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Akıllı sistemler kaydettikleri verileri direkt olarak kontrol birimine gönderirler. Böylece bu arızalara karşı anında yanıt verilmesi sağlanırr. Bu zamana kadar yıldırımı direkt sistem üzerinde ölçen güvenilir bir model ne yazık ki yoktu. Bu nedenle bu doğa olayının hasar raporlamaları sağlıklı bir şekilde yapılamıyordu.
 

Bu yeni teknoloji, görüntüleme ve ölçme sistemleri için yıldırım tutucu içerisindeki dalgalanma akımının yönünü ve düzeyini belirlemek adına, Faraday Etkisi ve Manyeto-Optik etkiyi kullanmaktadır. Bu şekilde, sinyaller, fiber optik kablo vasıtasıyla sensörler ve değerlendirme birimi arasında iletilir. Bakır kablo yerine fiber optik kabloda sinyal taşımak çeşitli açılardan çok faydalıdır. Yıldırım akımı, sistemin çevresinde gözlemlendiğinden iletim yolunda ışık sinyalinden etkilenmesi önlenir.

►Ölçüm Bölümünün Yapısı

Ölçüm bölümü, her iki ucunda polarizörler ve polarize filtrelerle bir dielektrik içerir. Bölüm, aşağı kondüktördeki akımın yönüne 90 derecelik bir açı ile konumlandırılmıştır. Bu şekilde, ölçüm bölümündeki bir ışık dalgasının yayılma yönü aşağı kondüktördeki dalgalanma akımının manyetik alanına paraleldir.

►Dielektrik

Dielektrik, zayıf iletken ya da hiç iletken olmayan bir madaddeden oluşur. Madde, genellikle manyetik olmayan, metal olmayan, gaz sıvı ya da katı biçimdedir. Genel bir kural olarak, yük taşıyıcılar serbest hareket edemez. Genellikle elektrik ya da elektromanyetik alanlara tabi olurlar.

►Polarizörler

Polarizörler, elektromanyetik dalgaları polarize eden filtrelerdir. Yıldırım ölçme sistemlerinde Faraday Etkisi’ni kullanabilmek için ışık lineer polarize edilir.

Lineer Polarizasyon 

 

Işık dalgası, dielektrik içindeki elektronların titreşimine sebep olur. Manyetik alan, dielektrik içinde elektronların hareketini değiştirir. Bu, ışığın polarizasyon süzlemini etkilemektedir. Manyetik alan düzlemine bağlı olarak polarizasyon düzlemi herhangi bir yönde döndürülebilir.

Manyeto-Optik Etki’nin Şematik Gösterimi

 

 

Belirli bir ışık yoğunluğunun ışık ışını, fiber optik kablolarla ölçüm bölümüne yönlendirilir. Ölçüm bölümü girişindeki polarizasyon filtresi, ışığı lineer olarak polarize eder.Bu şekilde, polarize edilmiş ışık, ortamda elektron salınımına sebep olacak ve polarizasyon düzlemindeki ölçüm bölümüne hareket edecektir. Polarizasyon düzlemi manyetik olarak etkilenebilecektir.

Manyeto-Optik Etki’nin Grafik Modeli 

Dalgalanma akımının manyetik alanı, ışığın polarizasyon düzlemini ortamın uzunlamasına ekseni etrafında değiştirecek. Dönme yönü manyetik alan çizgileri yönüne, böylece akım yönüne bağlı olacaktır. Akım ne kadar büyük olursa dönme açısı da o kadar büyük olacaktır.

İkinci düzlemsel polarize filtre girişi polarizasyon filtresine 45 derecelik bir açı ile ölçüm bölümünün çıkışına konumlandırılır. Etkilenmemiş ışık dalgasından ışığın sadece % 50'si polarize filtreden geçer.

Dış polarize filtreden geçen ışık miktar, ışık dalgasının dönmesiyle bağlantılıdır. Bu sonuçlar sayesinde ölçülebilir ve değerlendirilebilir bir ışık sinyali elde edilir.

Polarize ışık sinyalinin pozitif ışık sonuçları saat yönündedir. Dönüş açısı 45 derece olduğunda bu pozitif yıldırım için % 100 değerine karşılık gelir. Polarize ışığın negatif sonuçları saat yönünün tersi yönündedir. Pozitif durum için benzer sonuçlar ters olarak burada da geçerlidir.

Işık ışınının giriş açısına göre ölçüm bölümündeki çıkış polarizasyon filtresi içinden geçen ışık miktarındaki değişim



 

Özet olarak, Phoenix Contact’ın Yıldırım İzleme Sistemi LM-S tesis ve sistemlere düşen yıldırımlar hakkında çevrimiçi bilgi sağlayıp servis çağrılarının planlamasının optimize edilmesine yardımcı olur. Bu yeni sistem Faraday Etkisi ile yıldırım darbe akımlarının tüm önemli parametrelerini belirler ve detaylı bir şekilde analiz eder. Ölçüm için bir ışık sinyali kullanılır. Bu ışık sinyalinin etkilenme biçimi yıldırım darbesinin tipi ve şiddeti hakkında bilgi sağlar.




Bu bilgi ışığında servis çağrısının gerekli olup olmadığına karar verilir. Rüzgar türbinleri gibi izlenmesi zor açık sistemler için bu oldukça avantajlıdır.

Sistem maksimum üç sensörden oluşan bir değerlendirme ünitesini içerir. Sensörler yıldırım akımını ileten deşarj iletkenleri üzerine monte edilir. Sensörler değerlendirme ünitesine fiber optik kablolarla bağlanır. Uzaktan izleme veya yönetim sistemi ile olan haberleşme Ethernet arayüzü ile sağlanır. Entegre Web arayüzü sistemin kendi ağı üzerinden izlenmekte olan en önemli verilere anında erişim sağlar.

►Sistem Arayüzü ve Sinyal İletimi

Değerlendirme birimi RJ 45 Ethernet arayüzü ile entegredir. Dış bir sunucu verileri bağlamak ve sistemi konfigre etmek için kullanılır. Web arayüzü sayesinde bilgisayarda herhangi bir tarayıcıdan açılabilir.

►Uzaktan İzleme

Erişilmesi zor, ekstrem ortamlarda bulunan rüzgar parkları gibi sistemlerde yıldırım izlenmesi oldukça zordur. LM-S yıldırım görüntüleme sistemi entegre web arayüzü ile tüm verileri akıllı telefon gibi mobil araçlardan bile gözlemlememizi sağlar.

►Koruyucu Bakım

Değerlendirilen veriler, güçlü tahminler sağlar. Her zaman güncel verilerle hasarlar hızlı bir şekilde tespit edilip, hızlı şekilde onarılabilir.

►Uzaktan İletişim

Değerlendirme ünitesinde ayrıca bir anahtarlama rölesi vardır. Her olay için N/C kontağı değerlendirilebilir kısa bir darbe üretir. Bu sayede yıldırım sayısı gözlemlenebilir.

►LM-S Uygulamaları

Yıldırım izleme sistemlerinin tipik uygulama alanları, yıldırıma maruz kalınabilecek herhangi bir alandır. 

Kaynak: