İç Yıldırımlık Sistemlerinin Önemi Ve Teknik Açıdan Kullanım Zorunluluğu

Yıldırımdan korunma sistemleri Türk  standartları ve ulusal standartlar göz önüne alındığında dört sistemin birbiri ile entegre olması sonucunda kurulmalıdır. Yılkomer olarak sektörde yapmış olduğumuz araştırmalar sonucunda birçok mühendis ve teknisyen tarafından yıldırımdan korunma sisteminin sadece dış yıldırımlık (faraday kafesi, yakalama ucu, gergi teli, paratoner) uygulamaları  olarak algılandığı sonucuna ulaşılmıştır. Ancak bir yapıda bulunması gereken yıldırımdan korunma sistemleri arasında dış yıldırımlık uygulamaları bu entegrasyonun sadece dört ayağından biridir. Nitekim nasıl bir masa tek ayak üzerinde duramayıp yıkılır ise yapımız da  yıldırım darbesine maruz kaldığında yıldırım deşarjının etkileri karşısında zarar görecektir. Yıldırımdan korunma sistemleri dört sistemin bütünleşmesi sonucu oluşturulmalıdır.

Binaların Yıldırımdan Korunması can ve mal emniyeti açısından büyük önem taşımaktadır.

Bunlar iyi bir Topraklama sistemi, doğru projelendirilmiş bir Eş potansiyel sistem, binamızın dışında yer alacak yapı tipine göre seçilmiş dış yıldırımlık sistemi ve kademeli olarak yerleştirilmiş iç yıldırımlık (ani aşırı gerilim koruyucu) sistemi olarak sıralanmaktadır. Bu sistemler bir yapıda standartlar ve teknik açıdan değerlendirdiğimizde olmak zorundadır. Eğer bir yapıya iç yıldırımlık sistemi kurmayacaksak dış yıldırımlık sistemi kurararak tüm enerji ve veri hatlarımızı, elektronik cihazlarımızı riske atmış olacağız. Diğer taraftan bir yapıda topraklama sistemi yok ise iç yıldırımlık sistemini o yapıya entegre edemeyiz. Ayrıca eş potansiyeli eksik olan bir tesis dış yıldırımlık sisteminin kuplaj etkilerinden dolayı zarar görebilmektedir. Bu entegrasyon basamakları daha da arttırılabilir.

Özet olarak bir yapıyı yıldırımdan korunmak istiyorsan binalardaki yangın riskini azaltmak ve canlıları korumak için dış yıldırımlık sistemi, elektronik cihazları korumak için ise dış yıldırımlık sistemi o yapıda olmak zorundadır. Bu yazımızda iç yıldırımlık sistemleri hakkında bilgi vermeye çalışacağız.

Ani Aşırı Gerilimler birkaç mikro saniye ile birkaç mili saniye arasında meydana gelen ve tedbir alınmadığı zaman can ve mal kaybına sebebiyet veren gerilimlerdir. Bu tür gerilimleri oluşum bakımından başlıca iki grupta inceleyebiliriz.

İç Yıldırımlık Etkili Ani Aşırı Gerilimler 

Yıldırım Deşarjı sırasında 2.000 ile 200.000 amper arasında bir akım akmaktadır. Bu değerler yaklaşık olarak 2 km mesafeye kadar bir alanda bulunan  Enerji iletim hatları, Haberleşme hatları, Güvenlik Sistemleri vb. tesisler üzerinde direk yıldırım deşarjı veya manyetik alan etkisi ile bir gerilim oluşmasına sebep olurlar. Meydana gelen bu gerilimler tesisat veya cihaz dayanım sınırlarının üstünde ise izolasyon bozulmaları, yanmalar, patlamalar şeklinde  açığa çıkmaktadır.

Elektriksel Anahtarlama ile Oluşan Ani Aşırı Gerilimler 

Bir iletkenden geçen akım manyetik alan oluşturur ve akım kesildiğinde manyetik alan aniden azalır. İletken üzerinde biriken enerji indüklenme yolu ile gerilim olarak sistem içerisine dağıtılır. Bu tür gerilimler çok yaygın olarak görülmektedir.

Bir yapıda yıldırım etkili ani aşırı gerilimin oluşabilmesi için o yapıda dış yıldırımlık sistemi olmasına gerek bulunmamaktır. Yıldırım deşarjı toprağa ulaştıktan sonra 2 km lik bir alan içerisinde daireler şeklinde yayılarak direncin düşük olduğu noktaya doğru hareket etmektedir. Bu nedenle yukarıda belirtmiş olduğum iç yıldırımlık sistemlerini binamızda dış yıldırımlık sistemi olmasa da kullanmak zorundayız.

Günümüzde sanayi, ticaret ve hizmet, sağlık insan yaşamındaki çoğu sosyal aktivite kuvvetli bir biçimde elektrikli ve elektronik cihaz ve sistemlerin doğru bir şekilde çalışmasına bağlıdır. Bu sistemlerin en sık bozulma nedeni ise veri iletimini aksatan ve bu donanımların hasara uğramasına sebep olan ani  aşırı gerilimlerdir Birçok şirket kesintisiz güç kaynakları UPS’ leri bir aşırı gerilim koruma sistemi gibi görebilir. Fakat UPSler devrelerde meydana gelen değişmeleri düzenlemek için konuyorsa da herhangi bir aşıma gerilim koruma sistemi içermez. İçerdiği söylenilen cihazların  çoğunda ise sadece ufak bir alçak geçiren süzgeç bulunur. Bu süzgeç sadece radyo frekans girişimlerine karşı koruma sağlar fakat hasar oluşturan daha büyük genlikli ani aşırı gerilime karşı koruma sağlamaz. Ayrıca panolarımızda yer alan sigorta ve röleler yıldırım karakteristiğine sahip darbelerde işlev yapmamaktadır. Çünkü uzun süreli darbelere entegreli sistemlerdir. Yıldırım deşarjı ise çok kısa süreli bir darbe karakteristiğine sahiptir ayrıca toprak üzerinde geç sönümlenmektedir. Bu nedenle iç yıldırımlık sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır.

Ani Aşırı gerilimden korunma nasıl olmalıdır?

Alçak gerilim tesislerinde fazlarla- toprak ve nötr-toprak arasına bağlanan aşırı gerilim parafudrları, darbe gelmesi durumunda iletime geçerek aşırı gerilimi kendi üzerinden söndürürler. Yani sistemimizin maruz kalacağı aşırı gerilimi üzerine alarak sistemin zarar görmesini engeller. Bunun için DIN-IEC normlarında bir kademeli koruma öngörülmektedir. Her kademe darbe gerilimini bir derece azaltarak neticede sistem için zararsız hale getirir. Dışardan gelen yıldırım darbesi için B sınıfı koruma , sistem içerisindeki ani aşırı gerilimlere karşı C sınıfı koruma ve Hassas koruma için D sınıfı koruma kullanılır. B sınıfı  Class 1 ya da Tip 1, C sınıfı Tip 2 ya da Class 2, D sınıfı parafudrlar ise Class 3 ya da tip 3 olarak da adlandırılabilmektedirler.

Parafudr Sınıfları

Binaya enerjinin giriş yaptığı ilk noktada genellikle ana panolarımıza B sınıfı ürünler, enerjinin bina içerisinde dağıldığı tali panolarda C sınıfı ürünler ve server, kamera, harici hat, data, bilgisayar ve diğer elektronik cihazların korunması içinde cihaz önlerine D sınıfı ürünler yerleştirilmelidir. Eğer bir yapıda dış yıldırımlık sistemi var ise doğrudan yıldırım deşarjına karşı koruma sağlayacak B sınıfı ürünün ana panoda kullanılması zorunlu olarak görülmektedir. Dış yıldırımlık sistemimizden 200 kiloamperlik bir yıldırım darbesinin geldiği varsayılırsa bunun 100 ka i toprakta sönümlenecek geriye kalan 100 kalik kısım binamıza giriş yapacaktır. B sınıfı ürünlerde faz başına 50 kAlik bir koruma seviyesi oluşturularak bu darbenin cihazlarımıza ulaşması engellenmektedir. B sınıfı ürün ile darbe akımlarının ana besleme noktasında 4,5 kV – 2,5 kV -1,5 kV mertebelerinde sınırlandırılarak sistemimizin zarar görmesini engeller. Bu koruma ana pano seviyesinde yapılmaktadır.

Enerjinin bina içerisinde dağıldığı tali panolarda ise C sınıfı koruma öngörülmektedir. Dış yıldırımlık olan bir yapıda B sınıfı kullanılmadan C sınıfı ürün kullanılır ise sistemimizin zarar görecektir. C sınıfı ürünler sistem içerisinde oluşan ani aşırı gerilimlerin hat üzerindeki cihazlara zarar vermesini engeller faz başına 40 kA’ e kadar olan aşırı gerilim akımlarını 2,3 kV, 1,5 kV, 1 kV mertebesinde sınırlandırır. Genelde tali pano seviyesinde yapılan korumadır. C sınıfı koruyucunun sisteme uygulana bilmesi için B sınıfı koruyucuyla arasındaki mesafenin minimum 5 m olması gerekmektedir. Ancak yeni geliştirilen teknoloji ile üretilen B+C sınıfı ürünler bu sorunu ortadan kaldırmaktadır.

D Sınıfı Parafudrlar

D sınıfı koruyuculardan muhtelif cihazların korunmasına uygun olarak geliştirilmiştir. Direk cihaza yönelik koruma olduğu için hassas koruma olarak nitelendirilir Priz tipleri ve Pano tipleri mevcuttur. Kullanıldığı alana göre birçok seçenekleri vardır. Ancak B ve C sınıfı ürünler kullanılmadan kullanılan D sınıfı ürünler işlev görmemektedir. Örneğin elektro-marketlerde yer alan priz korumalar kademenin son halkasını oluşturmaktadır ve işlevleri  bulunmamaktadır. Ayrıca haberleşme sistemlerine ait alıcı ve verici istasyonların korunması için özel olarak dizayn edilmiş modüller bulunmaktadır. Özellikle bu ürünler anten girişlerinin ani gerilim ve akım darbelerine karşı korunmasını sağlar. Telsiz haberleşme sistemleri ve CB radyoları için oldukça geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bilgisayar, data işlem sistemleri veya video sistemleri gibi sinyal aktarımının coaxial kablo üzerinden gerçekleştiği uygulamalarda sinyal hatlarından gelecek darbe gerilimlerinin cihazlara zarar vermesini engellemek için D sınıfı konektörlü adaptör modülleri kullanılır.

Özet olarak Yıldırımdan Korunmak için ayrıca ani gerilim darbelerine yol açan anahtarlama elemanlarının, harmoniklerin, gerilim dalgalanmalarının etkilerinden korunabilmemiz için iç yıldırımlık (ani aşırı gerilim önleyici-parafudr) sistemlerini kullanmamız gerekmektedir. Gelişen teknoloji ile hassaslaşan cihazlarımızın zarar görmemesi, kritik önem taşıyan verilerin kaybolmaması, milyar dolarlık tesislerin zarar görmemesi için bu sistemleri tesislerimize ve binalarımıza kurdurmalıyız. Bu konuda uzman mühendislerden  ve konuya teknik olarak hakim firmalardan ürün seçimi konusunda destek almamız oldukça önemlidir. Unutmayalım ani aşırı gerilim darbesi gibi küçük bir etkinin büyük zararlara yol açmaması bizim elimizdedir.!