Akıllı Binaların Yıldırımdan Korunması

100 Milyon km hız, 1 Milyar volt, 200 bin amper  akım, 28000 C sıcaklık ve he rgün 8 milyon kez yerküreye düşen ışık dalgaları. Bahsetmiş olduğumum özellikler yerkürede en sık gerçekleşen ancak en az anlaşılan doğa olayı Yıldırıma aittir. Bu kadar güçlü bir enerjinin  mikrosaniyeler mertebesinde toprağa ulaşması sonucunda belki de özelliklerinden yola çıkarak her yıl yerkürede  100 milyon adet elektronik cihaz zarar görerek milyarlarca euro zarar oluşmasına neden oluyor ve bu doğa olayı kesinlikle önlem alınması gereken bir durum olarak karşımıza çıkıyor. Yıldırım 10/350 eğrisinde değerlendirdiğimiz açarsak 10 mikrosaniyede en üst değerine ulaşıp 350 mikrosaniye de sönümlenen bir darbe türüdür. Yıldırım kadar etkili ve günlük hayatımızda bizleri ve elektronik sistemlerimizi 5 kat daha fazla etkilen anahtarlama elemanları, harmonikler, gerilim yükselmeleri ve gerilim düşümleri gibi olayların yol açtığı darbelerde 8/20 eğrisinde yani 8 mikrosaniye de maksimum seviyeye ulaşıp 20 mikro saniyede sönümlenen darbe karekteristiğine sahiptir. Bu 2 darbe türü sistemlerimizin tasarlama ve projelendirme aşamalarında önlem almamız gereken mutlak darbelerdir. Çünkü yapılan istatistiklerde kısa süreli gerilim darbelerinden sistemlerin zarar görme oranı diğer tüm afetlerle kıyaslandığında çok yüksek bir oran göze çarpmaktadır.

Yılda 240.000 insan yıldırım düşmesi sonucu yaralanmaktadır.

Günümüzde gelişen teknolojiye paralel olarak Akıllı Binalar oldukça yaygınlaşmaktadır ve bu ev otomasyonu sonucu mükemmel bir konfora sahip yapılarda bulunan sistemler oldukça hassas devre yapıları içermektedirler. Genel bir sınıflandırma yaparsak Akıllı Binaların bir çoğu ayrıca oldukça yüksek yapılardır, tersten yola çıkarsak birçok gökdelen aynı zamanda bir otomasyon harikasıdır. Her yapıda dış yıldırımlık sistemi (paratoner-faraday kafesi) bulunmaktadır; ancak bu yapılarda bulunan bu dış yıldırımlık sistemlerinin yıldırım çekme olasılığı çevredeki diğer ufak yapılara göre daha fazladır. Ancak yıldırımın düştüğü noktadan 2 kmlik bir alanda kuplaj etkilerinden dolayı elektronik cihazlara zarar verme riski düşünülürse binanın boyutuna bakılmadan tüm ev otomasyonu sistemlerimizin her an bir risk altında olduğunu söyleyebiliriz ancak yüksek yapıların bu riske daha güçlü olarak sahip olduğu da kaçınılmaz bir gerçektir.

Dış yıldırımlık sistemi ile binanın korunması

Temel olarak bir yapıyı yıldırım ve diğer darbelerden korumak için kurmamız gereken sistemlere göz atarsak;

1-Dış Yıldırımlık Sistemleri:İnsan hayatı ve yangına karşı koruma yapmaktadır

2-İç Yıldırımlık Sistemi:Elektronik sistem ve cihazları darbelere karşı  korumakta ve panolarda çıkacak yangınları engellemektedir.

3-Topraklama :Sistemin en önemli noktadır.

4-Eş potansiyel Sistem:Güvenli bir koruma için her noktada sağlanmalıdır.

Yıldırımdan ve diğer darbelerden sistemlerimizi korumak istiyorsak bir yapıda bu 4 sistem olmazsa olmazdır. Ancak ne yazık ki ülkemizde bir çok yapıda sadece dış yıldırımlık özellikle paratoner sistemi yıldırımdan korunma sistemi için yeterli görülmektedir. Oysa ki paratonerin çektiği 200 kiloamperlik yıldırım deşarjının %50 si toprak tarafından sönümlenmekte ve kalan darbe 2 kmlik bir alanda eşpotansiyel farklardan dolayı mikrosaniyeler kadar kısa bir sürede elektriksel sistemlerimize atlamaktadır. Bu kısa süreli darbeleri sigorta ve röleler algılamamaktadır ve gelen bu darbe sistemlerimizde kalıcı hasarlar bırakmaktadır.Bu nedenle İÇ YILDIRIMLIK-SURGE ARRESTER sistemleri elektriksel anlamda sistemlerimizde mutlaka olmak zorundadır. Yıldırım deşarjının dışında %65 oranında iç kaynaklı darbeler elektronik sistemlerimizi vurmaktadır. Anahtarlama elemanları başta olmak üzere birçok nedenden dolayı bu kısa süreli darbeler oluşmaktadır ve mutlaka koruma yapılması şarttır. Yıldırım ve şebeke darbelerine karşı farklı ürünlerle koruma sağlanmakta ancak iki sistemde birbirleri ile entegreli çalışmaktadır.

Temel olarak bir iç yıldırımlık sistemi Class B (ana pano-10/350 eğrisi) Class C( tali pano 8/20 eğrisi) Class D (8/20 eğrisi) kademeli koruma ürünleri ile tasarlanmalıdır. Bu ürünler yaklaşık 1500 farklı türe sahip olmaktadır. Ürün seçiminde uzman mühendislerin yardımı önemlidir, çünkü yanlış ürün kullanımı sistemlerimizi korumayacaktır.

Aşırı gerilim darbelerininin oluşma nedenlerine göz atacak olursak Yıldırım darbeleri, Anahtarlama Darbeleri, Geçici Gerilim Dalgalanmaları, Harmonikler, Gerilim düşmeleri olarak sıralayabiliriz. Bu darbe türlerinin diğer darbelerden farkı kısa süreli olmalarıdır. Bu nedenden ki sistemlerimizin korunması için İç yıldırımlık sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sigorta ve rölelerin uzun süreli darbelerde sisteme dahil olmaları iç yıldırımlık ürünlerinin en az bir sigorta gibi her panoda yer almasının gerekliliğini kanıtlayan en önemli neden olarak karşımıza çıkmaktadır.

Harici yıldırımdan korunma tesisatı veya düşük voltaj havai hat üzerine direkt yıldırım düşmesi durumundaki yıldırım geriliminin yüksek enerji miktarı genellikle bağlanmış yüklerin devre dışı kalmasına ve izolasyon hasarına sebep olur. Binalardaki tesisatlarda ve güç veya data hatlarındaki indüklenmiş voltaj artışı nominal çalışma geriliminin birkaç kat fazlasına da ulaşabilmektedir.

Anahtarlama (şalt hareketleri) sonucu oluşan aşırı gerilimler, yıldırım boşalmasında olduğu gibi yüksek voltaj artışına sebep olmaz fakat çok sık meydana gelmektedir ve tesisatın arızalanmasına sebep olabilir. Anahtarlama (şalt hareketleri), sonucu oluşan aşırı gerilimler, çalışma voltajının iki-üç katına çıkabilirken, yıldırım gerilimi nominal voltajın yirmi katına ulaşabilir ve çok büyük oranda enerji taşıyabilir. Arızalar genellikle daha sonra meydana gelir, çünkü daha küçük geçici gerilimlerin sebep olduğu hasarlar sonucu elektronik komponentlerin yaşlanması cihazlara zamanla zarar verir.

Geçici Gerilim Dalgalanmaları mikro saniyeler mertebesinde kısa süreli olarak oluşan, olarak oluşan, ancak nominal gerilime göre çok yüksek genlik değerlerine ulaşabilen gerilimlerdir !

Sizlere önerimiz hemen bulunduğunuz ya da sorumlusu olduğunuz yapıda aşırı gerilim koruyucuların olup olmadığını kontrol edip sistem kurulumu için harekete geçmeniz.

Kontrol Üniteleri, Aydınlatma sistemleri, Priz sistemleri, Sensörler, Uzaktan kontrol üniteleri, Kameralar, Panjur Kontrol sistemleri, Termostatlar, Z-wave kontrol sistemleri akıllı binaların oluşumunda kullanılan temel sistemlerdir. Hepsi hassas yapılarından dolayı her an zarar görebilirler ve en önemlisi ani bir kıvılcım nedeniyle ciddi yangınlara yol açabilirler. Bu nedenle bu sistemler ile birlikte iç yıldırımlık sistemlerinin kullanılması bir öneriden öte bir zorunluluk olmalıdır. Ancak her firma sunduğu teklifte maliyeti arttırıcı etki olarak göreceği için ve rakipleri karşısında dezavantajlı duruma düşmemek adına bu sistemleri kendi sistemlerinden ayrı tutuyor. Bu nedenle bu ürünlerin bir standart çerçevesinde kullanılması ve kullandırılması mühendis olarak bizlerin görevidir.