Yıldırımdan & Aşırı Geriimlerden Korunmaya Dair Temel Kavramlar

Aşırı Gerilime Karşı  Koruma Cihazı 

Aşırı gerilime karşı koruma cihazları esas komponentleri gerilime bağlı olarak değişen dirençler  (varistörler, aşırı gerilim bastırıcı diyotlar vs )veya atlama aralığı olan işletme ekipmanlarıdır. 

Aşırı gerilime karşı koruma cihazları diğer elektriksel işletme ekipmanları veya elektriksel donanımı izin verilen sınırların üzerine çıkan ve aşırı olarak ifade edilen gerilim seviyelerine karşı korumak veya yüksek gerilime karşı bir potansiyel dengeleme meydana getirilmesine yardımcı olmaktır. 

Yıldırım Darbesi ve Aşırı Gerilimin Oluşunu

Aşırı gerilime karşı koruma cihazları şu şekilde sınıflara ayrılmaktadır:

a- Kullanıldığı alanlar bakımından : 

 1-  E DIN VDE 0675-6:1989-11, -6/A1:1996-03 ve -6/A2:1996-10 e göre, enerji tekniğinde yıldırıma karşı koruma yapan (sınıf B) ve aşırı gerilime karşı koruma yapan cihazları veya diğer ismiyle parafudr (sınıf C ve D ) olarak iki alt gruba ayrılan , anma gerilimleri 1000 Volta kadar olan elektrik tesisleri ekipmanı ve cihazlarını Aşırı gerilime karşı koruma cihazları.

 2- DIN VDE 0845 Kısım 1 Bölüm .2   ve  E DIN VDE 0845  Kısım  2:1993-10 e göre aşırı gerilim sınırlandırıcı olarak isimlendirilen ve bilişim tekniğinde kullanılan ekipman ile cihazları aşırı gerilime karşı koruyan, gerilim sahası azami 60 voltu aşmayan ( Yüksek Güçle Uyaran telefon santralleri gibi özel çözümler istisna olmak üzere ) aşırı gerilime karşı koruma cihazları. 

3-  Topraklama tesisatının potansiyel dengelenmesi için kullanılan ayırıcı atlama (kıvılcım ) aralığı  (spark gap cihazlar)

b-  Aşırı Akımları Toprağa Akıtma Kabiliyeti Bakımından: 

     

1- Yıldırım akımını Toprağa Akıtan cihazlar. Doğrudan veya yakın çevreden gelen darbelerin (koruma sahası 0A ve 1 arasındaki arayüzlerde ) etkilerini gideren  yıldırıma karşı koruma cihazları

2-   Uzak çevreden gelen  darbelere , anahtarlama esnasında  ve   elektrostatik boşalmalarda  ortaya çıkan  aşırı gerilim  darbelerine karşı koruma cihazları, (yıldırımdan korunma sahası 0B yi takip eden yıldırımdan korunma sahalarının arayüzlerinde)

Yüksek Gerilimlere Karşı Koruma Yapan Cihazların Teknik Verileri

Bu veriler , işletme koşullarını sırasıyla :

-Kullanım  (mesela; montaj,  şebeke koşulları, sıcaklık gibi)
-Dış Tesirlere Karşı Gösterilen Tepkiler ( mesela;  darbe akımlarını toprağa akıtma kabiliyeti, koruma seviyesi, cevap verme süresi )

-İşletmedeki Davranışlar  (anma akımı,  geçici rejim olaylarını zayıflatma, yalıtım  seviyesi vs..)

- Arıza Halindeki Davranış (ön sigorta, ayırma tertibatı,  arızadan sonra güvenli olarak hattan ayrılma vs..)

Anma Gerilimi Un

Korunacak olan sistemin anma gerilimidir. Bilişim sistemlerinin korunmasında bu değer koruma cihazının tasarımsal bir büyüklüğü olarak ele alınır. Alternatif gerilimlerde efektik değerler kullanılır.

Parafudr Sürekli İşletme Gerilimi Uc

Bu değer, aşırı gerilimden koruma cihazının terminallerine uygulanabilecek en yüksek gerilimdir. Bu maksimum gerilim değerine kadar  cihazın herhangi  bir aşırı gerilime tepki verdikten sonra tekrar, daha önceden belirlenmiş  bir iletimde bulunmama durumuna (tekrar koruma yapabilecek şekilde ) dönebileceği garanti edilmiş olmaktadır. Bu değer işletmenin çalışma gerilimine de  bağlıdır.

Alçak Gerilim Parafudrlarının TN-S Sistemde Kullanım Şekli

Parafudrlar elektrik tesisatında önemli bir yere sahiptir. Bu cihazların B,C,ve D tiplerinin tesisattaki kullanım şeklini gösteren güzel bir görseli sizlerle paylaşıyorum.

Alçak Gerilim Parafudrlarının  TN-S Sistemde Kullanım Şekli 

Parafudr Tesisat Kuralları

Parafudr ilgili güç kaynağı üzerinden paralel olarak en kısa mesafede toprağa bağlantı sağlayacak şekilde devreye bağlanmalıdır.

- Parafudr devresinin kaynak tarafında entegre bir termik ayırmanın (olası termal kaçaklara karşı )yanında , parafudrun ömrünün tamamlanması sonucunda oluşacak kısadevreye karşı bir kısadevre koruması yapılmalıdır. Bağlantı şeması önceliğin servis sürekliliği veya korumadan hangisine verileceğine bağlı olarak verilir.

 Aynı zamanda hem servis sürekliliği hem  korumanın devamlılığı  her biri ayırıcı (deconnector ) ile teçhiz edilmiş aynı tip parafudrların paralel olarak olarak bağlanılması ile gerçekleştirilebilir. 

Modüler parafudrlar ile kullanılmak üzere otomatik sigorta ya da eriyen telli sigorta kullanılabilir. Bu tarz bir korumada korunacak kutup sayısı ve söz konusu noktadaki kısadevre akımı dikkate alınmalıdır.

Tip 1 parafudrların muhafaza kısımlarında koruma iletkeni kullanmak gereklidir. Aksi takdirde yapının bir yıldırım koruma iletkeni bulunmak zorundadır. Bu koruma iletkeninin tip 1 parafudrlar için  kesidi 10 mm2 tip 2 ve 3 için ise 4 mm2 olmalıdır. 

Parafudr Tesisatı 

Not: C1 tip parafudrlarda  Faz iletkeni ile nötr arasında varistör (diferansiyel mod), nötr ile toprak hattı arasında bir spark gap (kıvılcım atlama aralığı ) bulunur.

Parafudrların Karakteristik Değerleri ve Eğrisi

Nominal Deşarj (Boşalma) Akımı In (kA): Bir parafudrun 15 kez üzerinde akmasına izin verilen maksimum deşarj (boşalma ) akımı In (kA) değeridir.

Azami Boşalma Akımı Imax (kA): 8/20 mikrosaniyelik bir darbede parafudrun en azından bir defa boşaltabildiği akım değeridir. Daha sıklıkla yıldırım boşaltma kapasitesi olarak da adlandırılır. Benzetme yapacak olursak kesicinin kesme kapasitesidir.

Azami Boşalma Akımı Iimp (kA): 10/350 mikrosaniyelik bir darbede parafudrun en azından bir defa boşaltabildiği akım değeridir. Daha sıklıkla yıldırım boşaltma kapasitesi olarak da adlandırılır. Benzetme yapacak olursak kesicinin kesme kapasitesidir.

Not : Bu iki akım da aynı şeyi anlatır. Tek fark farklı darbelerde verilen değerler olup, parafudrun tip 1, 2 ve 3 gibi sınıflara ayrılmasında bu değerlerden yararlanılır. 

Parafudr Karakteristik Eğrisi

Azami Sürekli Durum Gerilimi  Uc (V): Parafudrun izin verilen sürekli çalışma gerilimin azami değeridir. En az anma geriliminin % 110 u olmalıdır.

Kalıcı Çalışma Akımı Ic (mA) : Bir aşırı gerilim durumu yokken yani parafudr iletime geçmemişken, parafudrun azami çalışma geriliminde akıttığı mA değeridir.

Koruma Seviyesi (kV):  Nominal boşalma akımının parafudr üzerinde geçerken parafudrun üzerindeki geriliminin değeridir. Parafudrlar genellikle 1,2  1,5  1,8 2 ve 2,5 kV gibi Koruma Seviyesi değerleri almaktadır.

Artık Gerilim Ures : Bir parafudrun üzerinde bir boşalma gerçekleşirken oluşan gerilimdir.  Anma boşalma akımının altında kalan tüm değerler için bu değer Up değerinden büyük olmamalıdır.