Parafudr Çeşitleri

Yıldırım ve aşırı gerilimden korunma sistemlerinin en kritik bileşenlerinden biri AG parafudrlardır. Dış yıldırımlık (paratoner, yakalama ucu, iniş iletkeni) yıldırımın doğrudan çarpma etkisini yapıdan uzaklaştırırken, tesisin içindeki elektrik ve elektronik ekipmanı asıl koruyan unsur, alçak gerilim şebekesine yerleştirilen parafudrlardır. Ancak “parafudr taktık, artık güvendeyiz” yaklaşımı çoğu zaman yanıltıcıdır. Yanlış sınıfta, yanlış noktaya veya birbirleriyle koordine edilmeden monte edilmiş parafudrlar ya hiç devreye girmez ya da kendisi arızalanarak koruması gereken cihazı korumasız bırakır.

Bu yazıda alçak gerilim parafudr çeşitlerini — Tip 1 (B sınıfı), Tip 2 (C sınıfı), Tip 3 (D sınıfı) ve kombine (Tip 1+2, Tip 1+2+3) modelleri — test dalga şekilleri, teknik parametreleri, montaj yerleri ve seçim kriterleriyle birlikte ayrıntılı olarak inceliyoruz.

Parafudr Nedir, Ne İş Yapar?

Parafudr (İngilizce: Surge Protective Device, SPD), normal işletme koşullarında yüksek empedanslı davranan, şebekede bir aşırı gerilim darbesi oluştuğunda ise mikrosaniyeler içinde iletime geçerek darbe akımını toprağa aktaran ve koruduğu hattaki gerilimi güvenli bir seviyeye sınırlayan cihazdır. Darbe geçtikten sonra tekrar yüksek empedanslı duruma döner ve şebeke normal işleyişine devam eder.

Parafudrların iç yapısında genellikle üç temel teknoloji kullanılır:

• Kıvılcım aralığı (spark gap): Çok yüksek darbe akımlarını (yıldırım akımı) taşıyabilir. Genellikle Tip 1 parafudrlarda tercih edilir.
• Metal oksit varistör (MOV): Hızlı tepki verir, kademeli iletime geçer. Tip 2 ve Tip 3 parafudrların büyük çoğunluğu MOV tabanlıdır.
• Gaz deşarj tüpü ve TVS diyot: Sinyal, veri ve haberleşme hatlarında kullanılan düşük gerilimli parafudrlarda öne çıkar.

Her teknolojinin taşıyabildiği enerji, tepki süresi ve koruma seviyesi farklı olduğundan, parafudrlar uluslararası standartlarda sınıflara ayrılmıştır.

Parafudr Sınıflandırması: B/C/D mi, Tip 1/2/3 mü?

Türkiye’de sahada hâlâ yaygın olarak kullanılan B, C, D sınıfı ifadeleri, eski Alman DIN VDE 0675 standardından gelen adlandırmadır. Güncel uluslararası standart olan TS EN / IEC 61643-11 ise aynı cihazları test yöntemine göre Tip 1, Tip 2 ve Tip 3 (Type 1 / Type 2 / Type 3 veya Class I / II / III) olarak tanımlar.

Her iki adlandırma da aynı cihaz gruplarını ifade eder; bu yazıda ikisini birlikte kullanacağız. Teknik şartname ve projelerde ise güncel standartla uyumlu olması için “Tip 1 / Tip 2 / Tip 3” ifadelerinin tercih edilmesini öneririz.

Tip 1 Parafudr (B Sınıfı Parafudr)

Görevi ve test dalga şekli

Tip 1 parafudrlar, doğrudan yıldırım çarpmasında ortaya çıkan kısmi yıldırım akımını taşımak için tasarlanmıştır. Bu nedenle 10/350 µs dalga şekli ile test edilirler. 10/350 µs dalgası, 10 mikrosaniyede tepe değerine ulaşan ve 350 mikrosaniyede tepe değerinin yarısına düşen, yani hem yüksek tepe akımı hem de çok yüksek enerji içeriği olan gerçek yıldırım akımını temsil eder.

Bu enerji, 8/20 µs dalgasına göre yaklaşık 20 kat daha fazla enerji ve şarj (Q) taşır. Bu yüzden Tip 1 parafudrlar genellikle kıvılcım aralığı teknolojisiyle veya çok yüksek kapasiteli MOV blokları ile üretilir.

Temel teknik parametreler

• Iimp (darbe akımı): 10/350 µs dalgasında parafudrun taşıyabildiği tepe akımı. Sahada faz başına 12,5 kA ile 25 kA arasında değerler yaygındır; IEC 62305 risk analizi sonucuna göre 50 kA veya daha yüksek değerler gerekebilir.
• Up (koruma seviyesi): Darbe sırasında parafudr uçlarında kalan gerilim. Tip 1 parafudrlarda tipik olarak 1,5 – 2,5 kV aralığındadır.
• Uc (sürekli işletme gerilimi): Parafudrun kalıcı olarak dayanabildiği en yüksek gerilim. 230/400 V şebekede 255 – 275 V değerleri kullanılır.

Nerede kullanılır?

Tip 1 parafudr, tesise giren enerjinin ilk noktasında, yani ana dağıtım panosunda (sayaç sonrası / şalter girişi) kullanılır. Yıldırımdan korunma standardındaki bölge kavramıyla ifade edersek, LPZ 0 – LPZ 1 geçişinde görev yapar.

Aşağıdaki durumlarda Tip 1 parafudr kullanımı zorunludur:

• Bina üzerinde dış yıldırımlık sistemi (paratoner / Faraday kafesi) bulunuyorsa
• Enerji beslemesi havai hat ile yapılıyorsa
• Tesis açık arazide, yüksek bir noktada veya yıldırım yoğunluğu (Ng) yüksek bir bölgede ise
• IEC 62305-2 risk analizi, doğrudan çarpma riskinin kabul edilebilir seviyenin üzerinde olduğunu gösteriyorsa

Dış yıldırımlık bulunan bir tesiste Tip 1 parafudr olmadan yalnızca Tip 2 kullanılması, yıldırım akımının Tip 2 parafudru anında tahrip etmesine ve korumanın tamamen ortadan kalkmasına yol açar.

İlginizi Çekebilir: İzoleli Yıldırım Yakalama Ucu Sistemleri

Tip 2 Parafudr (C Sınıfı Parafudr)

Görevi ve test dalga şekli

Tip 2 parafudrlar, 8/20 µs dalga şekli ile test edilir. Bu dalga, yıldırımın yapıya doğrudan çarpmasından ziyade endüklenen aşırı gerilimleri ve anahtarlama kaynaklı aşırı gerilimleri temsil eder. Yakın bir yıldırım çarpmasının elektromanyetik etkisi, kompanzasyon kondansatörlerinin devreye girip çıkması, büyük motorların kalkışı, transformatör anahtarlamaları ve şebeke arızaları bu tür darbelerin başlıca kaynaklarıdır.

Saha verileri, aşırı gerilim kaynaklı cihaz hasarlarının yaklaşık %65’inin doğrudan yıldırımdan değil, bu tür iç kaynaklı ve endüklenen aşırı gerilimlerden kaynaklandığını göstermektedir. Bu nedenle Tip 2 parafudr, dış yıldırımlık olsun ya da olmasın her tesiste bulunması gereken temel koruma elemanıdır.

Temel teknik parametreler

• In (nominal deşarj akımı): 8/20 µs dalgasında parafudrun 15 – 20 kez tekrarlı olarak taşıyabildiği akım. Yaygın değerler 5, 10, 15 ve 20 kA’dır.
• Imax (maksimum deşarj akımı): Parafudrun bir kez taşıyabildiği en yüksek 8/20 µs akımı. Genellikle 20 – 70 kA aralığındadır.
• Up (koruma seviyesi): Tipik olarak 1,0 – 1,5 kV. Tip 1’e göre daha düşüktür; yani daha iyi bir koruma seviyesi sunar.

Nerede kullanılır?

Tip 2 parafudr, tali dağıtım panolarında ve ana panoda Tip 1 parafudrun ardından LPZ 1 – LPZ 2 geçişinde kullanılır. Dış yıldırımlık bulunmayan, yer altı kablosuyla beslenen küçük ve orta ölçekli tesislerde ana pano için tek başına Tip 2 parafudr yeterli olabilir; ancak bu karar mutlaka bir risk değerlendirmesiyle desteklenmelidir.

Tip 3 Parafudr (D Sınıfı Parafudr)

Görevi ve test dalga şekli

Tip 3 parafudrlar, 1,2/50 µs gerilim ve 8/20 µs akım dalgalarının birleşiminden oluşan kombine dalga ile test edilir. Amacı yüksek enerjili darbeleri taşımak değil, Tip 1 ve Tip 2 parafudrların ardında kalan artık gerilimi hassas elektronik cihazın dayanabileceği seviyeye indirmektir.

Günümüzde PLC’ler, sürücüler, sunucular, tıbbi cihazlar, yangın algılama panelleri, güvenlik sistemleri ve ofis elektroniği gibi yarı iletken tabanlı ekipmanların darbe dayanımı (IEC 60664-1’e göre aşırı gerilim kategorisi I–II) 1,5 kV’un altına inmiştir. Ana panoda sağlanan 1,5 kV’luk koruma seviyesi, kablo mesafesi arttıkça salınımlar nedeniyle cihaz ucunda iki katına kadar çıkabilir. Tip 3 parafudr tam bu noktada devreye girer.

Temel teknik parametreler

• Uoc (açık devre gerilimi): Kombine dalga üretecinin açık devre gerilimi; tipik 6 – 20 kV.
• Up (koruma seviyesi): Genellikle ≤ 1,0 kV, birçok modelde 0,8 kV’un altında.
• In: 8/20 µs dalgasında 3 – 5 kA civarındadır.

Nerede kullanılır?

Tip 3 parafudr, korunacak cihaza mümkün olduğunca yakın — ideal olarak 10 metreden daha kısa kablo mesafesinde — montaj edilir. Uygulama biçimleri:

• Cihaz önündeki priz tipi veya priz kutusu tipi parafudrlar
• Ray tipi (DIN ray) modeller ile makine kumanda panoları
• PLC, HMI, sürücü ve kontrol kartlarının besleme girişlerine yerleştirilen kompakt modüller

Tip 3 parafudr hiçbir zaman tek başına kullanılmaz; her zaman önünde bir Tip 2 (ve gerekiyorsa Tip 1) parafudr bulunmalıdır. Aksi hâlde düşük enerji kapasitesi nedeniyle ilk ciddi darbede tahrip olur.

Kombine Parafudrlar: Tip 1+2 ve Tip 1+2+3

Modern parafudr teknolojisi, farklı sınıfların görevlerini tek bir gövdede birleştiren kombine parafudrları mümkün kılmıştır.

Tip 1+2 (B+C) kombine parafudr

Hem 10/350 µs yıldırım darbe akımını taşır (Iimp) hem de 8/20 µs ile test edilmiş düşük bir koruma seviyesi (Up genellikle ≤ 1,5 kV) sunar. Avantajları:

• Tip 1 ile Tip 2 arasında normalde gereken 10 m kablo mesafesi veya dekuplaj bobini ihtiyacını ortadan kaldırır.
• Panoda daha az yer kaplar, montaj ve kablolama işçiliğini azaltır.
• Küçük ve orta ölçekli tesislerde ana pano için tek noktalı bir çözüm sağlar.

Kıvılcım aralığı ve MOV teknolojilerinin bir arada kullanıldığı hibrit tasarımlar bu grubun en gelişmiş örnekleridir.

Tip 1+2+3 (B+C+D) kombine parafudr

Üç sınıfın gereksinimlerini tek cihazda karşılayan bu modeller, cihaza yakın konumlandırılabildiğinde tam koruma zincirini tek üründe sunar. Genellikle konut, küçük işletme, telekom dolapları ve saha kabinleri gibi tek panolu uygulamalarda tercih edilir. Büyük tesislerde ise kombine ürün ana panoda kullanılırken, uzaktaki hassas cihazların önüne ayrıca Tip 3 eklenmesi gerekir.

İlginizi Çekebilir: Parafudr Seçim Aracı

Parafudr Koordinasyonu: Kademeli Koruma Neden Şart?

Parafudrların doğru çalışması için birbirleriyle enerji koordinasyonu içinde olmaları gerekir. Amaç, yüksek enerjili darbenin önce Tip 1 tarafından karşılanması, kalan kısmın Tip 2’ye, en sondaki artığın da Tip 3’e düşmesidir. Bu zincir doğru kurulmazsa, daha hızlı tepki veren MOV tabanlı Tip 2 parafudr, kıvılcım aralıklı Tip 1’den önce iletime geçer ve tüm enerjiyi tek başına karşılamaya çalışırken tahrip olur.

Koordinasyon için üç yöntem uygulanır:

1. Kablo mesafesi: Tip 1 ile Tip 2 arasında en az 10 m, Tip 2 ile Tip 3 arasında en az 5 m kablo uzunluğu bırakılması. Kablo endüktansı doğal bir dekuplaj sağlar.
2. Dekuplaj bobini: Mesafe sağlanamıyorsa, iki parafudr arasına seri bağlanan endüktans ile aynı etki elde edilir.
3. Enerji koordineli ürün aileleri: Aynı üreticinin, birbirleriyle test edilmiş ve mesafe gerektirmeyen ürünlerini kullanmak. Bu yöntem en güvenilir olanıdır.

Parafudr Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Kriterler

Doğru parafudr çeşidini belirlerken aşağıdaki başlıkların mutlaka değerlendirilmesi gerekir:

• Yıldırım risk analizi (TS EN / IEC 62305-2): Tesisin doğrudan çarpma ve endüklenen darbe riskleri, gereken Tip 1 akım değerini (Iimp) ve koruma sınıfını (LPL I–IV) belirler.
• Şebeke topolojisi (TN-S, TN-C, TT, IT): Parafudrun bağlantı şeması (3+1, 4+0, 1+1) topraklama sistemine göre seçilir. TT şebekelerde N-PE arasına kıvılcım aralıklı parafudr kullanılan 3+1 bağlantı önerilir.
• Korunacak cihazın darbe dayanımı: Cihazın aşırı gerilim kategorisine göre gereken Up değeri belirlenir.
• Kısa devre akımı ve yedek sigorta: Parafudrun montaj noktasındaki beklenen kısa devre akımına uygun olması ve üretici tarafından belirtilen değerde yedek sigorta ile korunması gerekir.
• Uzaktan izleme kontağı: Parafudrun arızalandığında bunu bildiren hata kontağı, özellikle insansız tesislerde büyük önem taşır.
• Bağlantı kablosu uzunluğu: Parafudrun toplam bağlantı kablosu (faz + toprak) 0,5 metreyi geçmemelidir; aksi hâlde kablo endüktansı nedeniyle koruma seviyesi belirgin şekilde yükselir.

Özel Uygulamalar: DC, PV ve Sinyal Parafudrları

AG parafudr sınıflandırması AC şebekeler için yapılsa da benzer mantık diğer sistemlerde de geçerlidir:

• PV (fotovoltaik) parafudrlar: EN 50539-11 / IEC 61643-31 kapsamında Tip 1 ve Tip 2 olarak sınıflandırılır. Güneş enerjisi santrallerinde inverter DC girişlerinde ve string kutularında kullanılır.
• DC parafudrlar: Telekom (48 V DC), UPS akü hatları ve elektrikli araç şarj istasyonlarında kullanılır.
• Sinyal ve veri hattı parafudrları: Ethernet, RS-485, Modbus, 4-20 mA, anten ve koaksiyel hatlar için IEC 61643-21 kapsamında üretilir. Enerji hattı korunsa bile veri hattından gelen darbeler cihazı tahrip edebileceğinden bu koruma göz ardı edilmemelidir.

Sık Sorulan Sorular

Dış yıldırımlık yoksa Tip 1 parafudr gerekli mi? Yer altı kablosuyla beslenen, yıldırım yoğunluğu düşük bir bölgedeki tesiste risk analizi Tip 1’i gerektirmeyebilir. Ancak havai hat beslemesi, açık arazi konumu veya kritik tesis niteliği söz konusuysa Tip 1 gerekir.

Tek bir parafudr tüm tesisi korur mu? Hayır. Koruma seviyesi kablo mesafesiyle bozulduğundan, kademeli (Tip 1 → Tip 2 → Tip 3) bir yapı kurulmalıdır. Tek panolu küçük tesislerde kombine ürünler bu ihtiyacı karşılayabilir.

Parafudrun ömrü ne kadardır? Parafudr sarf malzemesidir; taşıdığı darbe sayısı ve enerjisine bağlı olarak zamanla yaşlanır. Görsel gösterge veya uzaktan izleme kontağı düzenli kontrol edilmeli, gösterge kırmızıya döndüğünde modül değiştirilmelidir.

Parafudr topraklama olmadan çalışır mı? Çalışmaz. Parafudr darbe akımını toprağa aktardığı için düşük dirençli bir topraklama ve eşpotansiyel bara olmadan hiçbir koruma sağlayamaz.

Tip 1, Tip 2 ve Tip 3 parafudrlar birbirinin alternatifi değil, tamamlayıcısıdır. Tip 1 yıldırım akımını karşılar, Tip 2 endüklenen ve anahtarlama darbelerini sınırlar, Tip 3 hassas cihazın önündeki son artığı temizler. Doğru sınıfın, doğru noktada, doğru koordinasyonla uygulanması ancak bir yıldırım risk analizi ve tesise özel proje ile mümkündür.

Tesisiniz için uygun parafudr tipini hızlıca görmek isterseniz Parafudr Seçim Aracı‘nı kullanabilir, detaylı bir değerlendirme için ücretsiz teknik keşif talebinde bulunabilirsiniz. Yılkomer olarak Raycap’in enerji koordineli AG parafudr ürün ailesiyle, risk analizinden montaj ve periyodik kontrole kadar tüm süreçte yanınızdayız.