Elektrik enerjisi sistemlerinde sıklıkla karşılaşılan yüksek gerilim terimi, enerji hatları ve transformatörlerden, endüstriyel uygulamalar ve laboratuvar testlerine kadar geniş bir alanda etkinliğini sürdürürken aynı zamanda kısa devre oluşturma ihtimali ile de ciddi bir güvenlik riski taşımaktadır. Bu nedenle, yüksek gerilimle çalışan cihazların tasarımı, işletimi ve özellikle de koruma sistemi özel bir dikkat gerektirmektedir.


 

Spark gap teknolojisi, yüksek gerilimli elektrik devrelerinde kullanılan bir teknolojidir ve birçok uygulamada kullanılması gereklilik haline gelmiştir. Yüksek gerilimli devrelerde, biriken enerjinin aniden boşalması, genellikle bir patlama veya kıvılcım üretmekte, bu da ciddi yaralanmalara, yangınlara ve patlamalara yol açabilmektedir. Bu noktada ise spark gap teknolojisi, yüksek gerilimi daha kontrol edilebilir bir şekilde yönetmekte ve bu sayede güvenli bir işletme sağlamaktadır. Spark gap teknolojisi, genellikle gaz dolu bir boşluk içerisinde yer alan iki elektrot arasındaki mesafenin ayarlanmasıyla çalışır. Elektrotlar arasındaki mesafe, çalışılan sistemin nominal gerilimine göre belirlenmekte ve maruz kalınan yüksek gerilim bu nominal değeri aştığında gaz dolu boşluğun içindeki gaz molekülleri elektrik alanı etkisiyle iyonize olmaktadır. Bunun neticesinde yüksek gerilim altında akan elektrik akımı, oluşan kıvılcım vasıtasıyla boşaltılarak sistemin güvenliği kontrollü bir şekilde sağlanmaktadır.

Spark gap teknolojisinin elektrik sistemlerinde yaygın olarak kullanıldığı ekipmanlardan birisi de parafudrlardır. Yıldırım çarpması, anahtarlama işlemleri veya diğer nedenlerden kaynaklanan ani gerilim yükselmeleri bu teknoloji ile sönümlenerek olumsuz etkiler giderilmektedir. Bu sayede özellikle de üretim sürekliliğinin bulunduğu tesislerde yüksek maddi kayıpların oluşma ihtimali, düşük maliyetli bir yatırım ile kolaylıkla önlenmektedir. Diyot, varistör ve spark gap yapılarının kullanıldığı parafudrlar kendi içlerinde avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Diyot ve varistör tip parafudrlar hızlı fakat düşük deşarj kapasitesine sahipken spark gap tip parafudrlarda tepki süresi biraz daha azalmasına rağmen deşarj kapasiteleri oldukça yüksek mertebelere erişmektedir. Ayrıca, spark gap teknolojisinin karbon halkacıkları ile yaptığı kimyasal sönümleme sayesinde yanma riski bulunmamakta ve sonsuz ömürlü bir koruma imkanı sunmaktadır. 200 kA değerinde bir yıldırım darbesi oluşabileceği ve 2 km çapında bir alana etki edeceği dikkate alındığında B sınıfı koruma için spark gap teknolojisinin parafudrlarda kullanımı kaçınılmaz bir hal almaktadır.


 

Spark gap teknolojisi, yukarıda da belirtildiği üzere ani gerilim yükselmeleri ve yıldırımlara karşı sistemin korunmasında yaygın bir kullanıma sahiptir. Bunun yanısıra, transformatör ve kapasitör bankları gibi yüksek gerilim ekipmanlarının test edilmesinde, osilatörler ile yüksek frekanslı sinyallerin üretilerek telsiz iletişimin sağlanmasında, gaz deşarj lambalarının iyonize edilerek ışık kaynağı olarak kullanılmasında ve elektrotlar arasındaki atlamadan yararlanılarak plazma yapısının davranışının incelenmesinde de kullanılmaktadır. Ancak yine de yüksek gerilim altında çalışılan bir teknoloji içerdiğinden can güvenliği riskine karşın doğru bir şekilde tasarlanması ve kullanılması oldukça önemlidir.