Paratoner Nedir?

 

Paratoner yada yıldırımsavar, havadaki elektrik yükünü toprağa aktarmayı amaçlayan alettir. İki bulutun sürtüşmesi, çarpışması veya kendi aralarında elektron boşalması yapmaları sonucu meydana gelen şiddetli ışık görüntüsüne şimşek adı verilir. Şimşeklerin yıldırıma dönüşebilmesi için bulutların yeryüzüne yakın bir şekilde paralel olarak durup, elektron alışverişi yapması gerekir. Bu olaydan sonra elektronların izlediği yol şiddetli bir ateş topuna dönüşür ve yıldırım oluşur.

Yıldırım, gök gürültüsü ve şimşekten meydana gelen oluşan, yeryüzü ile gökyüzü arasındaki elektrik boşalmasıdır. Paratoner yüksek binaları, sanayi tesislerini, yıldırımdan koruyan, en kısa yoldan toprağa akmasını sağlar.Paratoner nedir kısaca yıldırımdan korunma için binaların ve evlerin gökyüzüne yakın olan yerlerine paratoner (yıldırımsavar) denilen aletler konulur. Bu aletler kısaca toprağa bağlanmış birer demir çubuktur. Topraklama sayesinde demir iletkene gelen yıldırım etkisiz duruma getirilir. Yıldırım, toprak ile bulut arasında elektrik yüklerinin hızlıca yer değişmesidir.

Bulut yükünün pozitif veya negatif olmasına, şimşeğin buluttan yada yerden kopmasına göre; negatif inişli, negatif çıkışlı, pozitif inişli, pozitif çıkışlı paratoner diye 4 gruba ayrılır. Yapılan araştırmalar sonucu yıldırım darbelerinin % 90’ı negatif inişli olduğu saptanmıştır. Her hangi bir bulutun potansiyeli belirli bir değere geldiği zaman, (10 (kv/cm) yere bir elektron demeti fırlatır. Bu demet havada ışıklı bir iz oluşturur. Bu birinci deşarja pilot deşarj yada ön deşarj adı verilir.

Ön deşarj 30-50 m’lik yolu 50.000 km/sn arasında değişen bir hızla alır. 30-100 µs (mikro saniye) süren bir aradan sonra ikinci bir ön deşarj birincinin yolunu izler ve yaklaşık 50 m kadar uzunluğa erişir. Üçüncü deşarj onu izleyen bir dördüncü deşarj oluşur. Bu deşarjlar birbirini izleyerek sürer. Her biri öncekinden daha uzun olduğu için şimşeğin ucu yere yaklaşır. Ön deşarjla toprak arasındaki elektrik alan artar. Bu alan, yeterli bir değere ulaştığı zaman toprağın herhangi bir noktasından pozitif yüklü bir demet fırlar ve ön deşarjla birleşmek için hareketlenir. Bu pozitif yüklü demetin boyu 150 m’yi bulabilir. Böylece oluşan iletken kanaldan büyük akım geçer. Buna ana deşarj; ana deşarjı izleyen ikinci dereceden deşarjlar ana deşarj tarafından iyonize edilmiş yolu izler.

Yıldırım lokalizasyonu, toprak veya toprak civarı yükünün fazlalaştırılması elektrik alanının kuvvetlendirilmesi ve böylece ön deşarj ucunun istenen bir sivri uca çevrilmesidir.

Yıldırım darbeleri, havanın iletkenliğinin fazla olduğu yerlerde meydana gelir. Toprak civarında herhangi bir yerde havanın iyonlaşması, yıldırımın o noktaya düşmesinin nedenidir. 1760′ da Benjamin Franklin ilk paratoneri yapmıştır. Bu paratoner basit sivri uçlu bir demir çubuktan oluşmuştu. Bu demir çubuğun ucu toprağa bağlanmıştır. İlerleyen zamanlarda bu demir çubuk yerine platin kullanıldı. 1884 yılında Belçikalı fizikçi Melsens korunacak yeri Faraday kafesine aldı. Korunacak binanın yüzeyinde bir takım metalik hatlar (metalik şeritler) mevcuttur. Bu metalik hatlar birbirleri arasında bağlanmıştır. Bu metalik hatların üst kısımlarında birer sivri uç vardır, tümü topraklanmıştır. Bu koruma sisteminin güvenliği, metalik hatlardan oluşan kafesin ağları arasındaki gözlerin küçük olmasına bağlıdır. Bu gözler ne kadar küçük olursa, koruma güvenliği o kadar büyük olur. Bu durum her tesis için yeterli bir şekilde gerçekleşmemektedir. Ama Faraday kafesi ile koruma pahalı bir emniyet sistemidir.

Paratoner Nasıl Yapılır?

Paratoner, iletken tel, sivri uçlu metal bir çubuk ve metal levhadan meydana gelir. İletken levha toprağa gömülür. Sivri uçlu metal çubuk binanın üzerine takılır. Metal çubuk ise iletken tel ile metal levhaya gergi teli ile bağlanır. Yükler sivri uçlarda toplandığı için, bulutla yer arasındaki yük akışı paratoner (yıldırımsavar) ile bulut arasındadır. Bu yüzden yıldırımdan korunma için yüksek binaların üzerinde paratoner bulunur.

Paratoner Ne İşe Yarar?

Yıldırımın meydana gelmesini hızlandıran etkenlerden bazıları; kuleler, yüksek yapıdaki binalar, minareler, anten direkleri, trafo tesisleri, bayrak direkleri, sivri uçlar, vericiler v.b gibi sayılmaktadır. Bunların yanında stadyumlar, köprüler, cami ve minareler, fabrikalar, depolar, petrol ofisleri, hastaneler, askeri tesisler, hava alanları, hapishaneler gibi yerlerin yıldırımdan korunması için paratoner sistemleri kurulur. Bütün bina ve işyerlerinde topraklama ve paratoner tesisi yapılması kesinlikle mecburi kılınmıştır. Paratonerler ile bütün bu binaların yıldırımdan korunması sağlanır.

Paratoner Nasıl Çalışır?

Aktif paratoner ile franklin çubuğu çalışma prensibi aynıdır. Aktif paratoner, yakalama çubuğu ve diğer bütün paratonerlerin amacı, yıldırım deşarjında tüm akımları bir noktada toplamak ve bu akımları topraklama sistemiyle doğrudan toprağa iletmektir.

Paratoner Çeşitleri

Binaları yıldırımdan korunma paratoner ile mümkündür. Yıldırımdan korunma yollarından biri olan paratonerleri, paratoner firmaları   kapasiteleri ve çeşitleri bakımından son teknoloji ile paratoner imalatı yapmaktadır. Paratoner fiyatı da kapasiteleri ve çeşitlerine göre farklılık göstermektedir.

  • Faraday Kafesi
Faraday kafesi

Faraday kafesi

Franklin 1760 yılında ilk paratoneri kurdu. Kurulan bu paratoner basit sivri uçlu bir demir  çubuktan oluşmuştu. Demir çubuğun ucu toprağa bağlanmıştı. İlerleyen zamanlarda bu demir çubuk yerine platin kullanılmıştır. Yıldırımdan korunma için gereken yerler 1884’te Belçikalı fizikçi Melsens tarafından Faraday kafesine alınmıştır.

Korunacak binanın yüzey kısmında metalik şeritler vardır. Paratoner topraklaması yapılırken binanın en yüksek yerinden başlayarak toprağa kadar devam edilir. Sürekli ve kesiksiz iletkenlerle düşey ve yatay olarak sarılır. Bu şeritler birbirleri arasında bağlanmıştır. Bunların üst taraflarında birer tane sivri uç vardır, bu uçlarda topraklanmıştır. Dışarıdaki statik elektrik boşalmalarında (yıldırım gibi) ağ biçiminde yapılmış ve topraklanmış kafes yıldırımdan korunma sağlar. Yine dışarıdan gelecek elektromanyetik alanlarıda içeriden, dışarıya geçirmeme özelliğine sahiptir. Bu koruma sisteminin güvenliği, metalik şeritlerden (hatlardan) oluşan kafesin ağları arasındaki gözlerin küçük olması elektromanyetik dalgalara karşı geçirmezlik oranına karşı büyür.  Gözlerin küçük olması koruma güvenliğini arttırır. Ama Faraday kafesi ile yıldırımdan korunma sağlamak pahalı bir güvenlik sistemidir.

  • Franklin Çubuğu
Franklin çubuğu

Franklin çubuğu

Korunması istenen yerin üst noktasına sivri bir çubuk yerleştirilerek, gerçekleşen koruma şeklidir. Topraklama tesisatına yerleştirilen çubuk, indirme iletkeni ile beraber bağlanır. Bina ve geniş alanları bu sistemle istenilen şekilde korumak mümkün olmayabilir. Küçük boyutlu alanlarda bacalar, deniz feneri gibi bu sistem kullanılır. Bu sistem franklin çubuğu yada yakalama ucu metodu olarak bilinir. Franklin çubuğu iniş iletkeni, metal uç ve topraklama kısımlarından meydana gelen yıldırımdan korunma yollarındandır.

  • Radyoaktif Paratoner

M. Davzere ve Sazillar adlı ilim adamlarının çalışmalarından faydalanarak geliştirilmiştir. Yıldırımın meydana geldiği yerlerde havanın fazla şekilde iyonlaşmış olduğu belirlenmiştir. Bu nedenden tek bir çubuk kullanarak emniyetli bir paratoner yapmanın mümkün olduğunu göstermişlerdir. Bu çubuk, radyum ile donatılarak etkisi, sonraları da bir hızlandırıcı sistem eklenerek paratonerin verimi arttırılmıştır. Gelişmelerle az miktarda radyum ile, bol miktarda iyonizasyon sağlandı.

Radyoaktif paratonerleri, Franklin prensibinden yararlanılarak geliştirilmiş, amaç; yıldırımı her hangi bir istenen noktaya ve sonra onu toprağa boşaltmak için yapılmıştır. Prensipteki bu benzerlik, çalışma prensibinde değişir. Franklin paratoneri az miktarda iyon yapmakta, oysa radyoaktif paratoner çok miktarda iyon yaymaktadır. Örneğin bir miligram (mg) radyumun saniyede 2,8 .10- 13 çift iyon yaydığı söylenir. Diğer taraftan bu yöntem paratoner tarafından yayılan iyon akımını milyon değerinde bir katsayı ile çoğalttığından bulut yükünün azalmasında rolü büyüktür. Oluşturulan iyonlar, bir hızlandırıcı sistemle daha da yüksek hızlara eriştirilir.

  • Aktif Paratoner

Aktif paratoner nedir? Yasaklanan radyoaktif paratonerlerin yerini aktif paratonerler aldı. Aktif paratoner çeşitleri  iki tanedir.

1) Franklin France Paratoner

Franklin France aktif paratonerin üstün oluşu, özellikleri yönündendir. Doğada var olan doğal madenlerden piezoelektrik kristali ile üretilmektedir. Piezoelktrik kristalleri yıldırım boşalmalarından etkilenmedikleri gibi bakımda istemezler. Yıldırımın pozitif ve negatif boşalmasına karşı korunurlar. Testleri montajlı yada montajsız yapılır. Özelliği bakımından yağmur ve elektrik boşalmalarından etkilenmez  ve böylelikle bozulmazlar. Tasarımları Atom Enerjisi Kurumu tarafından yapılmıştır. Bu kurumdan da patenti vardır. 25 yıllık çalışma ve paslanmama teminatı vardır.

2) Elektrostatik Aktif Paratoner

Bu paratonerlerin  türleri ve şekilleri değişiktir. Ülkelerinin ISO standartlarına göre 25 yıl teminatları vardır. Etkili bir koruma alanı meydana getirerek yıldırımdan korunmayı sağlarlar. Değişik yapılış teknikleri olan aktif paratonerlerin, etkili bir koruma alanları vardır.

Paratoner Malzemeleri 

  • Yakalama çubuğu
  • İniş iletkenleri
  • Bağlantı parçaları
  • Direk
  • Topraklama

Bu elemanlar paratoner tesisatı yapımında kullanılmaktadır. Paratoner sistemi topraklama tesisatı, yakalama ucu ve iniş iletkenin yardımları ile çalışır duruma gelirler.

Yakalama çubuğu; Uçları sivrileştirilmiş olan çubuklar 16 mm² boyu 50 cm olan kesitli paslanmaz çeliktir. Sistemin  üst yerlerinde yer alırlar. 15 cm aralıklarla yerleştirilen yakalama çubukları çatıda köşelerden başlayarak yapılır.

İniş iletkenleri; Kullanılan bakır iniş iletkenleri 2. 30 ya da 2 . 50 mm kesitlidir. Uygun aralarla kroşeler kullanarak iniş iletkenlerinin  monte yüzeyine bağlanır.

Bağlantı parçaları; Paratoner sistemi bağlantılarında ve montaj yapılırken kroşeler, bağlantı parçaları ve bağlantı klemensleri kullanılmaktadır.

Direk; Galvanizli boru 6 metre boyundadır. Çatıya veya duvara altlık olarak kullanılan bu direk kelepçeler, gergi telleriyle bağlantıları sağlanır.

Paratoner Sistemi, Montajı 

  1. Paratoner sistemi ile yıldırımdan korunma için korunacak binaların en üst noktasından 1,5 m daha üste, aktif paratoner montajı yapılmalıdır.
  2. Bakır tesisat malzemeleri kullanılır. Bakır iletkenler %99,5 saflıkta elektrolitik bakır olmalıdır.
  3. Kurulaması istenen tesisin ölçülen topraklama direnci 5 Ohm ise sorun yoktur. 5 Ohm den çok ise ek bakır çubuk kullanılarak düşürülmesi sağlanmalıdır.
  4. Bütün bağlantı noktaları toprağın altında ziftlenmelidir.
  5. Çatılarda paratoner montajı yapılırken TV antenleri – Telsiz varsa paratoner tesisatına mutlaka bağlanması gerekir. (TS 622).
  6. Telefon, yangın ihbar ve kumanda tesisatı gibi kablolarının geçtiği  yerlerde topraklamalar kabloların 5 m uzağında olmalıdır.
  7. Aktif paratonerin toprağın altında olan bütün bağlantı noktaları ziftlenmelidir.

Can ve mal güvenliğiniz için topraklama ölçümü ve paratoner bakımı, paratoner yönetmeliği doğrultusunda mutlaka yapılmalıdır.

Paratoner; kökeni Fransızca’ dır.

Sözlük anlamı “paratoner ne demek”; Yıldırımlık, yıldırımsavar, yıldırımkıran.

 

Yorumlar

  1. NEJDET GÜNDÜR dedi ki:

    tersanelerde bakıma alınan teknelerin paratoner tesisatı nasıl olmalıdır 40 metreden uzun direkleride ona keza yüksek gemilerde paratoner tesisatı var kulanabilirmiyiz sayğılarımla

  2. paratoner dedi ki:

    güzel çok işime yaradı teşekkürler :D

  3. Bu yazıları tek tek yazdım. Ama Her şey Ağabeyim için <333

Paylaş

*