Yıldırımdan korunmanın ilk adımı yapı için TS EN 62305-2 standardına göre risk analizi yapılmasıdır. Bu analiz uzmanlık ve tecrübe isteyen bir mühendislik çalışması olduğu için bizimle iletişime geçmenizi öneririz.

Basitleştirilmiş bir yaklaşım programını Bilgi Bankası/Hesaplamalar bölümünde bulabilirsiniz.

Koruma yarıçapı 2 temel özelliğe göre belirlenir. Bunlardan ilki paratonerin erken iyonizasyon süresi, ikincisi ise yapının risk sınıfıdır.

Akit Paratoner çalışma performansı yüksek gerilim labaratuvarlarında ölçülür. Erken uyarım süresi olarak adlandırılan bu özellik, paratonerin doğal nesnelere göre ne kadar süre önce iyonizasyona başladığını gösterir. TSE 13709 ve NFC 17-102 standartlarına görebu süre test sonucu daha yüksek çıksa bile 60µs'den daha fazla alınamaz. Yani en başarılı paratonerin erken uyarım süresi60µs'dir.

Yapılar, standartalara göre 4 farklı risk durumuna göre sınıflandırılır. En riskli yapılar 1. seviye, en düşük riskli yapılar ise 4. seviyedir. Örnek vermek gerekirse hastahane, datacenter, GES 1. seviye iken, yanıcı olmayan depo, villa 4. seviyedir.

Bu iki özellik göz önüne alındığı zaman, en büyük koruma yarıçapı aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Maalesef, bazı üreticiler 200-250 mt. koruma yarıçapı sağlayan paratoner ürettiklerini belirterek tüketicileri yanıltmaktadırlar. Teknik olarak mümkün olmakla birlikte, can güvenliğini sağlamak için standartlarda belirtilenkoruma yarıçaplarına uyulması zorunludur.

Aktif paratoner başlığı havadaki elektrostatik alan şiddeti ile iyon yaymaktadır.

Periyodik olarak ve yıldırım olayları sonrasında aktif paratoner test cihazı ile kontrol edilmelidir. Test cihazı paratonere bağlanır ve üzerindeki test tuşuna basılarak paratonerin çalışma/arıza durumuna bakılır. Eğer arıza var ise hemen üretici firma ile görüşülmesi gerekir.

Fotoğrafta bir Tesla paratoner ve test cihazı görülmektedir.

NFC 17102’ye göre;

İniş iletkenleri, lâma, örgülü bükümlü kablo ve çubuk malzemelerinden yapılır. Asgari kesit alanları 50 mm² olup aşağıdaki 2.3.4 no'lu tabloda tanımlanmıştır.

2.3.4 Tablo

Yıldırım sayıcılar, yıldırımdan korunma sistemlerinde bakım amaçlı kullanılır. Yapıdaki koruma sistemindeki iniş iletkenine bağlanır ve sisteme düşen yıldırımları sayar. Bu sayının arttığı tespit edilirseyıldırımdan korunma sistemi kontrol edilmeli ve gerekli ölçümler yapılmalıdır. Senede en az 2 kez sayıcıya bakılması tavsiye edilir.

Test klemensi, periyodik ölçümler ve bakımlar sırasında dış yıldırımlık sistemi ile topraklama sisteminin ayrılması için kullanılır. Ölçüm öncesi test klemensi yardımı ile sistemler ayrılır vesadece topraklama direnciveya sadece yıldırımlık tesisatının sürekliliğini ölçülür.

İniş iletkeninin topraktan önceki kısmını mekanik olarak korumak için kullanılır.

Genellikle Paratonerlerde 5/4” galvanizli boru, Kafes metodunda 3/4” galvanizli boru kullanılır.

Yıldırımdan korunma topraklaması TS EN 62305-3 standardına göre A, B ve A+B olmak üzere üç tiptir.

A tipi topraklama, çubuk elektrodlar kullanılarak yapılır. Sıralı,üçgen dizilim ve kaz ayağı olmak üzere3 alt çeşidi vardır.

B tipi topraklama,iletkenler kullanılarak yapılır. Binanın etrafının iletken ile dönülmesi gibi.

A+B tipi topraklama, iki sistemin birleşimidir. Hem çubuk iletkenler hem de iletkenler kullanılarak yapılır.

Sınır değer projeye ait teknik şartnameye göre belirlenir. En yüksek10 Ohm alınır.

Yıldırımdan korunma topraklaması TS EN 62305-3 standardına göre A, B ve A+B olmak üzere üç tiptir.

A tipi topraklama, çubuk elektrodlar kullanılarak yapılır. Sıralı,üçgen dizilim ve kaz ayağı olmak üzere3 alt çeşidi vardır.

B tipi topraklama,iletkenler kullanılarak yapılır. Binanın etrafının iletken ile dönülmesi gibi.

A+B tipi topraklama, iki sistemin birleşimidir. Hem çubuk iletkenler hem de iletkenler kullanılarak yapılır.

Ülkemizde genellikle bakır malzemeler ile topraklama yapılmaktadır. Oysa şiddetli korozif ortamlar dışında, galvaniz kaplanmışçelik ürünlerde standartlara uygun olarak kullanılabilir. Bakır gibi değerli metalin topraklamada çok kullanımını ülkemiz için milli kayıp olarak görmekteyiz.

Tavsiye edilen termokaynak bağlantısıdır. Termokaynak daha iyi bir iletkenlik sağlamaktadır. Daha ekonomik olması açısından ve termokaynağın uygulanamadığı alanlarda klemensli bağlantı da tercih edilebilir.

TS-EN-62305-3

Çizelge 6 - Hava sonlandırma iletkenleri, hava sonlandırma çubukları ve iniş iletkenlerine ait malzeme,

konfigürasyon ve en küçük kesit alanı

1) Sıcak daldırma veya elektro kaplamada kaplamanın kalınlığı en az 1 μm.

2) Kaplama kalınlığı en az 50 μm olması şartıyla, kaplama düzgün, sürekli olmalı ve pasta

lekelerinden arındırılmalıdır.

3) Sadece hava sonlandırma çubukları için uygulanır. Rüzgâr yükü gibi mekanik gerilmelerin kritik

olmadığı yerlerdeki uygulamalar için çap 10 mm. En büyük 1 m uzunluğunda ve ek sabitlemesi olan

hava sonlandırma çubuğu kullanılabilir.

4) Sadece toprak içindeki kılavuz çubuklarına uygulanır.

5) Krom ≥ % 16, nikel ≥ % 8, karbon ≤ % 0,07.

6) Betona gömülü ve/veya alev alabilen malzeme ile doğrudan teması olan paslanmaz çelik için, en

küçük büyüklükler som yuvarlak tipler için 78 mm²’ye (çap 10 mm) kadar ve som şerit tipler için 75

mm²’ye (kalınlık en az 3 mm) kadar artırılabilir.

7) Mekanik dayanımın temel kural olmadığı özel uygulamalarda 50 mm² (çap 8 mm), 28 mm²’ye kadar

düşürülebilir. Bu durumda tutturucular arasındaki açıklığın azaltılmasına dikkat edilmelidir.

8) Isıl ve mekanik mülâhazaların önemli olması durumunda, bu boyutlar som şerit tipler için 60 mm²’ye

kadar ve som yuvarlak tipler için 78 mm²’ye kadar artırılabilir.

9) 10 000 kJ/Ώ’luk spesifik bir enerjide erimeyi önlemek için en küçük kesit, 16 mm² (bakır), 25 mm²

(alüminyum), 50 mm² (çelik) ve 50 mm² dir (paslanmaz çelik).. Daha fazla bilgi için Ek E’ye

bakılmalıdır.

10) Kalınlık, genişlik ve çap ± % 10 toleranslı olarak tanımlanır.

Yasal zorunluluk yılda bir defadır. Tavsiyemiz 6 ayda bir defadır. Aktif paratonerlerde başlık testi yapılmasını da tavsiye ediyoruz.

2001 yılında yasaklanan radyoaktif paratonerlerin, özel eğitimli ve yetkilişirketler tarafından sökülerek,özel araçlarla Atom Enerji Kurumuna lisans belgesi ile teslim edilmesi gerekmektedir.

Bir iniş iletkeni ile en yakın topraklanmış iletken arasında kıvılcım atlamasıolamayacak en küçük mesafeye 's' emniyet mesafesi denir.

Aşağıdaki yöntemle hesaplanır.

Emniyet mesafesi : S(m) = kcx (ki/km) x L

Bu denkleme göre :

kc: iniş iletkeni sayısına göre seçilir.

kc = 1 ( bir adet iniş iletkeni için )

kc = 0.6 ( iki iniş iletkeni için )

kc = 0.4 ( üç veya daha fazla iniş iletkeni için )

ki : seçilen koruma seviyesine ait faktörü temsil eder.

ki = 0.1 ( koruma seviyesi I için )

ki = 0.075 ( koruma seviyesi II için )

ki = 0.05 ( koruma seviyesi III için )

km: iletkenler arasındakimalzeme ile ilgili faktörü temsil eder.

km = 1 ( hava için )

km = 0,5 ( madenî olmayan katı malzemeler için )

L(metre) : iniş iletkeni uzunluğu

İzole yıldırım iletkeni, özel tasarımı sayesinde yıldırım akımının iniş iletkeninden farklı bir iletkene atlamasını engeller. Ayrıca, yıldırımın indükleme etkisini de azaltır.

Yassı ve yuvarlak olmak üzere iki çeşittir, Yassı iletken, düşük empedansa ve izolasyona sahipken, yuvarlak iletken sadece izolasyon özellğine sahiptir. Yuvarlak iletkenlerde uzunluk sınırlaması varken (yaklaşık 20mt), yassı iletkenlerde herhangi bir sınır yoktur.

Yoğun elektronik sistemlerin olduğu yapılarda, yanıcı-patlayıcı ortamlarda, dış cephe kaplaması altında kullanılabilir.

Elektrod yerine hasır ağ kullanılmalı ve direnç düşürücü Rem tozu ile topraklama yapılmalıdır.

Direnç Düşürücü Toz:https://www.radsan.com.tr/urunler/topraklama/direnc-dusurucu-katki/rem-topraklama-katkisi-radsan-marka

Hasır Ağ:https://www.radsan.com.tr/urunler/topraklama/elekrodlar-ve-basliklar/elektrodlar/topraklama-agi

Direnç düşürücü tozlar uzun vadede toprağın nemli kalmasını sağlayarak düşük toprak geçir direnci sağlamaktadır.

Direnç Düşürücü Toz:https://www.radsan.com.tr/urunler/topraklama/direnc-dusurucu-katki/rem-topraklama-katkisi-radsan-marka

Topraklamada en güvenli sistem eş potansiyel sistemdir. Bu sistemde tüm topraklamalar, tüm metal bölümler eş potansiyel baraları ve potansiyel dengeleyiciler ile birbirine irtibatlanır. Tesis içerisinde herhangi iki noktada oluşabilecek gerilim farkı önlenmiş ve tüm noktalarda eş potansiyel sağlanmış olur. Elektrik akımı farklı potansiyellere sahip iki nokta arasında oluştuğundan birbirine eşpotansiyel oluşturacak şekilde bağlanmış metal bölümler arasında elektrik akımı oluşmaz. Kaçak anında bile tüm noktalarda eşit potansiyel olacağından veya hiçbir iki nokta arasında potansiyel farkı oluşmayacağından herhangi bir tehlike de söz konusu olmayacaktır. Bu sistemde statik elektrik de oluşmayacağından statik elektrik kaynaklı yangın riski ortadan kalkacaktır.

Malzeme seçimlerinde Elektrokimyasal korozyon dikkate alınmalıdır.

Galvanizli Demir – 1.06 V,

Bakır – 0.18 V,

Paslanmaz Çelik – 0.45 V, olup

İki farklı potansiyel arasında yük alışverişi gerçekleşeceği için korozyon meydana gelecektir.

İki farklı malzeme yan yana kullanılmamalıdır. İki farklı malzeme kullanılacaksa paslanmaz klemensler tercih edilmelidir.

Sınır değerler açık havada -0,25 V , Kapalı alan veya beton içerisinde -0,5 V dur.

Örneğin;

Paslanmaz Çelik ile Galvaniz Demir arası (-1.06 V ) – ( -0.45 V ) = - 0.61 V Potansiyel fark vardır.

Paslanmaz Çelik ile Bakır arası (-0.45 V ) – ( -0.18 V ) = (-0.27 V)

Ara parçalı klemens kullanıldığından

(-0.61 V ) + ( -0.27 V ) = (-0.44V)

Kapalı yer (yeraltı / beton içi v.b.) –0.50v > –0.44v olduğundan seçilen paslanmaz klemens UYGUN seçimdir.

Bir yapı veya binanın dış cephesi madenî kaplama veya taş veya perde duvarla veya sabit bir kaplama ürünü ile kaplanmış olması durumunda, iniş iletkeni, kaplamanın arkasından, beton duvara veya ağırlığı taşıyan madenî konstrüksiyona bağlanabilir.

Bu gibi durumlarda, iletken harici kaplama elemanları ve madenî taşıyıcı konstrüksiyonun üst ve alt uçları iniş iletkenine bağlanmalıdır.

Topraklama yönetmeliği 25.maddeye göre;

0-2 metre arasındaki komşu topraklayıcılar birleştirilmelidir.

2-20 metre arasındaki komşu topraklayıcıların birleştirilmesi tavsiye edilir.

Metal aksamlar yıldırımdan korunma sistemi iletkenine bağlanmalıdır. Anten, klima ünitesi gibi elektronik aksamlı bileşenler spark gap üzerinden sisteme bağlanmalıdır.

Yıllık ortalama yıldırımlı gün sayısıdır. Hesaplamalarda aşağıdaki harita dikkate alınmalıdır.

Elektrik projelerinin ilk aşaması temel topraklamadır. Elektrik ve elektronik sistemlerin sağlıklı çalışabilmesi için temel topraklama çok önemlidir.

Binalarımızda beton içerisine yapılan ve bu suretle hava ile teması olmayan topraklamadır. Temel Topraklayıcı kapalı bir ring şeklinde yapılmalıdır ve binanın dış duvarlarının temellerine veya temel platformu içine yerleştirilmelidir. Çevresi büyük olan binalarda temel topraklayıcı 20x20 m'lik gözlere bölünmelidir.

Temel topraklamasında ülkemizde beton içerisinde genellikle 30mm x3,5mm sıcak daldırma galvaniz malzeme kullanılmaktadır. Temel topraklamayı binanın dışında yaptığmız topraklamaya bağlarken özellikle bakır - galvaniz bağlantılarda termokaynak veya bimetal mazeme kullanılması gerekmektedir.

Topraklama projelerinde bulunması gerekenler şu şekildedir;

Yapının mimari çizimleri gereklidir.

Yapının çevresinde en az 50 mm² çıplak örgülü bakır iletken ile ring yapılır ve elektrodlar belli aralıklarla toprağa gömülür.

Temel kotunda genellikle 20x20 metre şeklimde 30mmx3,5 mm galvanizli iletkenler ile bir karelaj oluşturulur.

Beton kısmında kalan iletken demir donatı ile birleştirilmelidir.

Temeldeki iletken ile çevredeki iletken irtibatlanır. Burada pil etkisi göz önünde bulundurularak termokaynak veya bimetal malzeme kullanılmalıdır.

Temel topraklaması periyodik kontrol amacı ile çevredeki iletken üzerinde bir test rögarı bırakmakta payda vardır.

Temeldeki topraklamayı diğer katlara kolan boyunca taşımak mümkündür.

Temel topraklamayı yıldırımdan korunma sistemine bağlayıp iniş iletkeni olarak da kullanmak mümkündür.

Nötr ile toprak arasındaki voltajın 0 volt’a yakın olması istenmektedir. 1 volt’a kadar normal olarak değerlendirilir. Eğer daha yüksek ise trafonun yıldız noktası topraklaması güçlendirilmelidir.

Peki neden nötr ile toprak arasında gerilim görürüz ?

Birçok nedeni vardır:

1-Dengesiz yükler,fazlar arasında çekilen akımların dengesi olması

2-Yıldız topraklaması değerinin yüksek olması

3-Yıldız noktası topraklaması iletken kesitinin yetersiz olması

Elektrik tesislerinde elektrik dağıtım şebekeleri topraklama sistemlerine göre TT, IT ve TN olmak üzere üç farklı gruba ayrılmıştır. Bu sistemlerden TN sistemi kendi arasında TN-C, TN-S ve TN-C-S olmak üzere üçe ayrılır. Elektrik iç tesisat yönetmeliğinde özellikleri belirtilen bu sistemlerin isimlendirilmesi için kullanılan iki harfli sembollerde ilk harf akım kaynağının yani kaynak besleme topraklamasını belirtir. İkinci harf ise sisteme bağlı cihazın metal kılıfının durumunu belirtir.

İlk harf T ise; kaynağın bir noktası (yıldız bağlı trafolar için yıldız noktası) toprağa bağlanmıştır. İlk harf I ise; kaynağın tüm aktif kısımları (yıldız bağlı trafolar için yıldız noktası) yalıtılmış veya bir empedans üzerinden toprağa bağlanmıştır.

İkinci harf T ise; kaynağın topraklanmış olmasına bağlı olmadan cihaz doğrudan topraklanmıştır. İkinci harf N ise cihaz işletme topraklamasına bağlanmıştır.

TN sistemlerinde sona eklenen S harfinin anlamı koruma iletkeni (PE) ve nötr iletkeninin (N) birbirinden ayrılmış olmasıdır. C harfinin anlamı ise bu iki iletkenin birleştirilmiş olmasıdır.

Şimdi bu sistemleri şekilleriyle beraber detaylı olarak inceleyelim

TT Şebeke Sistemi

Bu sistemde kaynağın bir noktası (yıldız bağlı trafolarda yıldız noktası) topraklanır. Yıldız bağlı trafolarda yıldız noktası aynı zamanda nötr noktasıdır. Kaynağın toprağa bağlanması işletme topraklamasıdır. Bu sistemde kaynaktan cihaza veya tesise gelen bir toprak hattı (PE) yoktur.

Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi İşletme Topraklaması kaynakta bulunmaktadır ve cihazın metal gövdesi tesisteki koruma topraklamasına bağlanmıştır. Bu sistemde nötr hattının korumayla her hangi bir ilgisi yoktur, koruma amacıyla kullanılamaz.

IT Şebeke Sistemi

IT Sistemde kaynak toprağa bir empedans üzerinden (direnç veya bobin) bağlanmıştır. Aşağıdaki görselde IT sistemin şeması görülmektedir.

IT tipi şebekelerde bağlı bütün cihazların gövdeleri, binaların varsa temas edilebilen bütün parçaları koruma topraklamasına bağlanmalıdır.

TN Şebeke Sistemi

TN şebeke sistemi koruma iletkeninin düzenleme şekline göre üçe ayrılır.

TN-C Sistem

Bu şebeke sisteminde toprak iletkeni (PE) ve nötr iletkeni (N) bütün şebeke boyunca birleştirilip tek hat (PEN) olarak çekilir. Cihazların metal gövdeleri PEN hattına bağlanırlar. PEN hattı gerilim kaynağında (yıldız bağlı trafolarda yıldız noktasında) toprağa bağlıdır. Ayrıca her hangi bir hata durumunda PEN hattının toprağa olan potansiyelinin yükselmemesi için PEN hattı farklı yerlerden de topraklanır.

TN-S Sistem

TN-S siteminde TN-C sisteminden ayrı olarak gerilim kaynağında toprağa bağlı olan toprak iletkeni (PE) ve nötr iletkeni (N) bütün şebeke boyunca ayrı ayrı çekilmişlerdir ve toprak iletkeni ayrıca tesis içerisinde toprak noktalarına bağlanabilir. Kullanılan cihazların metal gövdeleri de PE iletkenine bağlıdır.

TN-C-S Sistem

TN-C-S Sistemde kaynaktan gelen hat TN-C sistemindeki gibi nötr ve toprak hattı beraber gelir. Hattın bir noktasında nötr hattı ve PE hattı birbirinden ayrılır.

Şebekede meydana gelen yüksek gerilimler ve yıldırım darbeleri elektrik-elektronik sistemlere zarar verebilir. Bir koruma ürünü olanA.G. Parafudrlar, bu etkilerden koruyabilmek için özel olarak tasarlanmıştır. İçindeki varistör, GDT benzeri komponentler sayesinde hem yük boşalımını sağlar, hem de koruduğu ekipmanın darbe dayanım gerilimine uygun olacak şekilde aşırı gerilimi sınırlarlar.

Yıldırım toprağa eriştiği noktadan itibaren 2 km’ lik bir alanda etkisini göstermektedir. Yıldırım deşarjlarında Yıldırım akımının % 50’ si toprağa, kalan %50 ise sistem üzerinden devresini tamamlamaktadır. Bu etkilerden korunmak için Güç ve Data hatlarında parafudrünitelerinin kullanılması gerekmektedir.

Parafudr uygulaması TS EN 62305-4 ve VDE 0100-443 standartları ışığında tesisin aşırı gerilim ve yıldırım darbelerinden korunması amacıyla yürürlükte bulunan standartlardır. Yıldırıma karşı maksimum seviyede korunaklı duruma geçebilmek için ilgili standartlara göre tesis genelinde kademeli koruma esas alınarak ürünlerin cinsi belirlenip montajları gerçekleşmelidir.