Teknik Bilgiler

Yıldırım Kaynaklı Aşırı Gerilimler Nelerdir ?

Yıldırım, genel olarak fiziksel hasara ve yangına sebep olan bir doğa olayı olduğundan, çoğu kez doğrudan verdiği zarar ile anılır. Ancak elektrik uygulamalarında yıldırımın dolaylı zararlarına karşı önlem almak için pek çok sebep vardır. 500 V'luk seviyeye ulaşabilen bir darbe gerilimi, 230 VAC anma işletme geriliminin 2,5 katı mertebesindedir. Bu halde cihazların anma geriliminin, 100 katına ulaşabilen darbe gerilimlerinin yıkıcılığı kaçınılmaz olmaktadır. Nitekim enerji, telefon ve de veri iletişim hatlarında ani aşırı gerilimlere sebep olan yıldırım deşarjlarının 530.000 amper akım şiddetine kadar çıktığı görülmüştür. Bu konuda 200.000 amper, kabul görmüş bir üst sınır olup, genel olarak bu deşarjlar 2.000 ila 200.000 amper arasında meydana gelir.

a) Yıldırımın Direkt Etkisi (Galvanik Kuplaj)

Bir yıldırım darbesi, bina üzerinde yer alan Dış Yıldırımlık (paratoner, faraday) sistemine ya da çatıda bulunan herhangi bir taşıyıcı metal noktaya (çanak, anten vs) düştüğünde, topraklama empedansında meydana gelen voltaj yükselmesi sonucu mevcut topraklama sistemi vasıtasıyla bina içi tesisata yönelir ve bağlı aygıtlara yüksek kısmi yıldırım akımları pompalar. Yıldırım aynı zamanda direkt olarak enerji hatları (düşük gerilimli havai hatlar) ile data hatlarına da düşebilir ve yüksek kısmi yıldırım akımlarının bina içine gönderilmesine sebep olur.

b) Yıldırımın Dolaylı Etkileri

Yıldırım akımının ikincil tesiri, iki yol ile ani aşırı gerilimlere sebep olur. Dirençli kuplaj ve indüktanslı kuplaj.

i) Dirençli kuplaj

Dirençli kuplaj, aralarında elektriksel bağlantı bulunan binalar veya binalar grubuna yıldırım düşmesi halinde meydana gelir. Resimde görülen iki bina münferit topraklama sistemine sahiptir. Yıldırımın düştüğü yere yakın binanın topraklama sistemi yıldırımın oluşturduğu potansiyel çadırının (gerilim gradyentinin) tesiri altındadır. Buna karşılık aralarında elektriksel bağlantı bulunan komşu binanın topraklama sistemi, yıldırımın potansiyel çadırına göre referans topraktır. Bu durumda aradaki elektriksel bağlantılar üzerinden dolaşım akımları geçer ve cihazlar üzerinde aşırı gerilimler oluşur.

ii) İndüktanslı kuplaj

İndüktanslı kuplaj, yıldırım akımı ile hatlar arasındaki transformatör etkisi olarak tanımlanabilir. Çok büyük değerdeki yıldırım akımı manyetik alan oluşturur ve bu manyetik alan da yakın hatlarda gerilimler indükler (Şekil 3). 

icerik-img-01