Yıldırımdan Korunma Tasarımında Yapılan 5 Büyük Hata

Yıldırımdan korunma sistemi (YKS), bir yapıyı doğrudan ve dolaylı yıldırım etkilerinden koruyacak şekilde IEC 62305 serisi standartları temel alınarak bütünsel bir mühendislik problemi olarak ele alınmalıdır. Ancak sahada karşılaşılan projelerin önemli bir kısmında, sistem tek bir bileşene (çoğunlukla çatıdaki pasif yakalama uçlarına) indirgenmekte; risk analizi, indirim iletkenleri, topraklama ve iç koruma bir bütün olarak değerlendirilmemektedir. Bu yazıda, tasarım aşamasında en sık karşılaşılan beş kritik hatayı ve bunların olası sonuçlarını ele alıyoruz.
Sizin için özetledik
  • Risk analizinin atlanması, yanlış koruma seviyesi seçimine yol açar; yazılı rapor ve belge zorunlu olarak hazırlanmalı.
  • Yakalama uçlarının yanlış yerleştirilmesi, karmaşık çatı ve çıkıntılarda kör bölgeler oluşturur; uygun yöntem seçilmeli.
  • İç yıldırımdan koruma cihazlarının atlanması, dış sistem olsa bile ekipman ve haberleşme altyapısını aşırı gerilimlere karşı savunmasız bırakır.

Risk Analizinin Yapılmaması veya Yüzeysel Geçilmesi

IEC 62305-2 standardı, bir yapı için yıldırımdan korunma gereksinimini ve koruma seviyesini (LPL – Lightning Protection Level) belirlemek üzere sistematik bir risk değerlendirmesi öngörür. Uygulamada sıklıkla görülen hata, bu analizin atlanması ya da yalnızca yapının konumuna bakılarak sezgisel biçimde bir koruma sınıfının (I-IV) seçilmesidir.

Oysa risk analizi; yapının boyutlarını, çevresindeki yapıları, zemin özelliklerini, içindeki insan yoğunluğunu, yangın riskini ve içerdiği hizmetleri (elektrik, veri, yakıt hatları gibi) birlikte değerlendirerek dört ayrı risk bileşenini (R1-R4: can kaybı, hizmet kesintisi, kültürel miras kaybı, ekonomik kayıp) hesaplar. Analiz atlandığında ya gereğinden düşük bir koruma seviyesi seçilerek yapı yetersiz korunur, ya da gereğinden yüksek bir seviye seçilerek yatırım maliyeti gereksiz yere artar.

Doğru yaklaşım

Her proje için IEC 62305-2 kapsamında yazılı bir risk analizi raporu hazırlanmalı; seçilen koruma seviyesi bu rapora dayandırılmalı ve rapor proje dosyasının bir parçası olarak saklanmalıdır.

Yakalama Sisteminin Yanlış Yerleştirilmesi

Yakalama sistemi (çatı üzerindeki pasif yakalama uçları ve iletken ağı), yıldırım akımını kontrollü biçimde karşılamak üzere üç yöntemden biriyle konumlandırılır: koruma açısı yöntemi, yuvarlanan küre yöntemi veya kafes (mesh) yöntemi. Sık yapılan hata, bu yöntemlerin yapının geometrisine uygun şekilde seçilmemesi; özellikle karmaşık çatı formlarına, çıkıntılara, klima üniteleri ve baca gibi çatı üstü ekipmanlarına sahip yapılarda tek bir düz koruma açısı varsayımıyla hesap yapılmasıdır.

Yuvarlanan küre yönteminin uygulanmadığı durumlarda, çatı kenarlarında ve köşelerinde koruma dışında kalan “kör bölgeler” oluşabilir. Yüksek koruma seviyelerinde (LPL I-II) izin verilen koruma açısı daralırken, düz bir varsayımla ilerlemek özellikle yüksek yapılarda ciddi koruma boşluklarına yol açar.

İndirim İletkenleri Sayısının ve Ayrılma Mesafesinin Hesaplanmaması

Yıldırım akımının yakalama sisteminden topraklama sistemine güvenli biçimde iletilmesi, yeterli sayıda ve doğru konumlandırılmış indirim iletkeni gerektirir. IEC 62305-3, koruma seviyesine bağlı olarak ortalama iletken aralığını (LPL I için 10 m’ye, LPL IV için 20 m’ye kadar) tanımlar; tek bir indirim iletkeniyle büyük veya karmaşık yapıların geçiştirilmesi yaygın bir hatadır.

Bununla birlikte, indirim iletkenleri ile yapı içindeki metal tesisat, çelik konstrüksiyon veya elektrik tesisatı arasındaki ayrılma mesafesinin (separation distance, s) hesaplanmaması, yan atlama (side flash) riskini beraberinde getirir. Bu mesafe hesaplanmadığında, yıldırım akımı indirim iletkeninden yakın metal aksama sıçrayarak yapı içinde ikincil bir tehlike oluşturabilir.

Doğru yaklaşım

İndirim iletkeni sayısı ve rotası, IEC 62305-3 Ek E’deki hesap yöntemiyle belirlenmeli; ayrılma mesafesi yetersiz kaldığı noktalarda eşpotansiyel bağlama uygulanmalıdır.

Topraklama Sisteminin Tek Başına Yeterli Görülmesi

Sahada sık rastlanan bir yanılgı, düşük bir topraklama direnci ölçüm değerinin (örneğin 10 ohm altı) tek başına yeterli bir yıldırımdan korunma göstergesi sayılmasıdır. Oysa IEC 62305-3, topraklama elektrotlarının direncinden çok, elektrotların geometrisini (Tip A veya Tip B düzenleme) ve yapı çevresinde sağladıkları eşpotansiyel yüzeyi esas alır.

Topraklama elektrotları birbirinden ve yapının diğer topraklama sistemlerinden (elektrik tesisatı topraklaması, telekomünikasyon topraklaması) izole tasarlandığında, yıldırım anında farklı topraklama noktaları arasında potansiyel farkı oluşur; bu da hem ekipman hasarına hem de can güvenliği riskine yol açabilir.

İç Yıldırımdan Korunma Sisteminin (Aşırı Gerilim Koruması) Göz Ardı Edilmesi

Dış yıldırımdan korunma sistemi (yakalama uçları, indirim iletkenleri, topraklama) yalnızca doğrudan yıldırım darbelerine karşı fiziksel hasarı ve yangın riskini azaltır. Yapı içindeki elektrik ve elektronik sistemleri, yıldırımın indüklediği aşırı gerilim dalgalarından (LEMP – Lightning Electromagnetic Pulse) koruyan katman ise iç yıldırımdan korunma sistemidir.

Projelerde en sık atlanan adım budur: dış sistem eksiksiz tasarlanır, ancak IEC 62305-4 kapsamında tanımlanan koordineli aşırı gerilim koruma cihazları (SPD) — enerji dağıtım panosunda Tip 1, alt panolarda Tip 2, hassas cihaz girişlerinde Tip 3 — sisteme dahil edilmez. Sonuç olarak yapı doğrudan yıldırımdan korunsa dahi, kablolama üzerinden yayılan aşırı gerilim darbesi sunucu, otomasyon panosu veya haberleşme altyapısını devre dışı bırakabilir.

Doğru yaklaşım

Aşırı gerilim koruma cihazları, dış YKS ile birlikte aynı proje kapsamında ve koordineli bir koruma zinciri (Tip 1 → Tip 2 → Tip 3) olarak tasarlanmalı; seçim IEC 62305-4 ve enerji kalitesi gereksinimlerine göre yapılmalıdır.

Yıldırımdan korunma, çatıya birkaç pasif yakalama ucu monte etmekten ibaret bir işlem değil; risk analizinden iç koruma cihazlarına kadar uzanan, standarda dayalı ve bütünsel bir mühendislik sürecidir. Yukarıdaki beş hatadan herhangi birinin gözden kaçırılması, sistemin tamamının etkinliğini ciddi biçimde azaltabilir.

Yılkomer, IEC 62305 serisi standartlar kapsamında risk analizinden proje çizimine, ekipman seçiminden saha uygulamasına kadar yıldırımdan korunma sistemlerini uçtan uca tasarlar ve uygular. Mevcut veya planlanan bir yapı için koruma seviyenizin doğru belirlenip belirlenmediğinden emin değilseniz, uzman ekibimizle iletişime geçebilirsiniz.

Ne düşünüyorsunuz ?

İlgili İçerikler