ElektrikEnerji

Paratoner Nedir? Paratonerler Nasıl Çalışır?

Gelişmelerden haberdar olmak için bizi Google Haberler'den takip edin!

Mühendistan Google News

Yıldırım, farklı şekillerde voltaj dalgalanmaları oluşturur ve doğrudan evinize çarpabilir. Evinizin duvarları içindeki devre kablolarına dolaylı olarak zarar verebilir. Yıldırım, evinize yakın bir ağaca çarpabilir. Bu nedenle elektrikli cihazları ve elektrik tesisatlarını dalgalanmalardan korumak için paratoner oldukça önemli bir rol oynamaktadır. Bu makalede paratonerin ne olduğu, tarihsel gelişimi, çalışması ve yıldırımın oluşum mekanizmasına değineceğiz.

Yıldırım Nedir?

Dünyada çoğu ülkede paratonerin kullanımı, yasalar ve bu yasalara uygun yönetmeliklerle zorunlu tutulmuştur. Fakat paratoner kullanımının tek sebebi yasal zorunluluk değil, hayatımızı ve güvenliğimizi sağlamaktır. Kanunlar serbest bıraksa dahi hiç kimse binasına yıldırım düşmesini istemeyecektir değil mi?

Yıldırımlar, ortalama 15-25 bin santigrat derece sıcaklık aralığına sahiptir. Bu sıcaklığın yanında elektrik yüklü olması durumun ne kadar tehlikeli olabileceğini açıkça ortaya koymaktadır. Elektrik yükleri doğrudan kullandığımız elektrik sistemine geçebilir ve kontrolü bozabilir. Yıldırım sonucunda ortaya çıkan ışık ve gök gürültüsü bile insanların korkmasına sebep olmaktadır.

Yıldırımın insanlar üzerindeki tehlikesi ve korkutuculuğu bu doğa olayına karşı önlem almayı kaçınılmaz hale getirmiştir. Bu sebeple paratonerlerin icadı ve kullanılması yaygınlaşmıştır. Üstelik sadece kentler de değil orman yangınlarının da önüne geçebilmek için kullanılmaktadır.

Paratoner Nedir?

Bir cihaz yardımıyla sistemi yıldırımdan koruyan alete paratoner denmektedir. Yıldırım hasarları, yüksek gerilimli hasarlar, izolasyon arkları şeklinde oluşur. Bu cihazlar, yüksek gerilim hasarlarını toprağa doğru ileterek güç sistemlerini korumak için kullanılır. Bu güç sistemleri doğrudan yıldırım çarpmalarından topraklama kablosu kullanılarak koruyabilir. Kuleler, elektrik iletim direkleri ve yüksek binalar üzerinde uygulanmaktadır.

Yıldırımdan koruma ekipmanı olan paratoner, iletken, topraklama ve dalgalanma önleyiciden oluşur. Yıldırımı düştüğü o anda yakalayan parça paratonerdir aslında. Yapıldığı malzeme bugünün teknolojiyle metalik yapıda bir malzemedir. Bu sayede elektrik yüklü yıldırım, hiçbir yere hasar vermeden toprağa doğrudan iletilir.

Günümüzde çoğunlukla kullanılan paratonerlerden en önemlisi aktif paratoner adıyla bilinmektedir. İçten yanmalı motorlar ile çalışan bu paratonerler hem maliyeti hem de performansı daha iyi bir yapıya sahiptir. Paratonerlerin yüksek teknoloji desteğiyle üretilmiş olan türlerine ise Faraday Kafesi adı verilmektedir.

Paratonerin Tarihsel Gelişimi

Amerika Birleşik Devletleri’nin kurucularından olan Benjamin Franklin, tüm dünyada kullanılan yıldırım savarların mucididir.

15 Haziran 1752 tarihinde, bulutların yoğun olduğu bir günde Benjamin Franklin metal çerçeveli bir uçurtma uçurdu. Uçurtmayı tuttuğu ipe metal bir anahtar bağladı. Yıldırım oluştuğu zaman anahtarın etrafa kıvılcımlar saçtığını gördü. Bunun sebebi ise, metalik anahtarın elektrostatik yüklendiği ve yıldırım olayında bir elektrostatik boşalma durumu olmasıydı.

Benjamin Franklin Uçurtma Deneyi

Benjamin Franklin, “fire of electric” yani elektrik ateşi olarak adlandırdığı yıldırım olayının gökyüzündeki bulutlar tarafından çıktığında kendilerine bir kaçış güzergahı aradıklarını ve eğer metal bir parça olursa doğrudan bu yolu kullanacaklarını düşündü. Bu çalışma sayesinde 1753 yılında, günümüzde hala Franklin tipi olarak adlandırılan paratoneri icat etmiş oldu.

Paratoner Nasıl Çalışır?

Paratonerin çalışma prensibi, sisteme giren gerilim dalgalanmasının iletken boyunca yol kat ettikten sonra parafudurun monte edildiği konuma ulaşmasıdır. Böylece o anda paratonerin yalıtımını bozar ve voltaj dalgalanmasının toprağa deşarj olması sağlanır. Sistemde bulunan voltaj sabit değerin altına indiğinde, toprak ve iletken malzeme arasındaki yalıtım eski durumuna gelecektir. Ayrıca, zemine doğru akım akışı duracaktır.

Paratoner kullanılmak istenilen bina öncelikle uzmanlar tarafından analiz edilir. Hangi yoğunlukta yıldırım düşeceği, ne kadar bir genişliğe sahip olacağı, ne kadar enerji yüklü olarak etki edebileceği üzerine çalışmalar yapılır. Bu çalışma sonucuna göre farklı paratoner türlerinden en uygun olan bir tanesi seçilir.

Paratoner Nasıl Çalışır

En uygun yıldırımdan korunma sistemi seçildikten sonra ilk olarak metalik parça binanın en yüksek noktasına yani yıldırımın potansiyel olarak çarpabileceği en yakın noktaya montaj edilir. Yıldırımı yakalayan paratonerin enerjiyi iletmesi için aşağı doğru iletken malzemeden bir sistem montaj edilir. İletken yapının ilettigi enerjinin toprağa ulaşması için topraklama sistemi ve toprağın emdiği enerjinin saçılmaması için de bir dalgalanma önleyici bir ekipman yerleştirilir.

Yıldırım Nasıl Oluşur?

Yıldırım çarpması olarak adlandırdığımız doğa olayı, enerji yüklü bir yağmur bulutunun elektrik boşaltmasıdır. Zemin ve bulut arasındaki elektrik yüklerinden biri negatif, biri pozitif olduğu zaman bu yüklerin birbirine bağlanması sonucu yıldırım düşmesi olayı ile karşılaşırız. Bu düşme olayı o kadar güçlüdür ki yalıtkan olan hava bile yarılarak bu akışa izin verir.

Burada en önemli husus ise gökyüzündeki her bir bulutun böylesine bir yüke ya da yıldırım indirme potansiyeline sahip olmamasıdır. Yıldırımın inmesi kümülonimbus olarak isimlendirilmiş bir yağmur bulutuna özel bir durumdur. Gündelik yaşamımızda pek fazla karşılaşamayacağımız bu bulut türleri ile yağmurlu ve fırtınalı günlerde karşılaşırız. 

Yıldırım olayının açığa çıkardığı enerji nedeniyle yıldırım düşmesine ve oluşan sese gök gürültüsü denmektedir. Gök gürültüsüne şiddetli bir ışık da eşlik eder. Bir insana yıldırım çarpma ihtimali ise 599 binde bir olarak hesaplanmıştır. Bu, oldukça düşük bir olasılıktır.

Paratoner sistemi nedir, nasıl çalışır gibi soruları cevapladık ve konu hakkında bilmeniz gereken ayrıntıları anlattık. Yıldırım çarpması riski asla hafife alınmamalı ve tehlike altında olan bütün binalar mutlaka paratoner ile korunmaya alınmalıdır.

Muhammed Enes İLGAZİ

Muhammed Enes İLGAZİ, 1997 yılında İstanbul'da doğdu. 2019 yılında Kocatepe Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği bölümünden mezun oldu. Şu anda İstanbul Üniversitesi - Cerrahpaşa Metalurji ve Malzeme Mühendisliği alanında yüksek lisansına devam etmektedir. Öğrencilik süreci boyunca uzun süreli Havacılık - Uzay ve Savunma sanayi sektörlerinde edindiği tecrübeler ile yine bu sektörlerin taleplerini karşılayacak akademik düzeyde bilimsel çalışmalar yapma hedefiyle emin adımlarla ilerlemektedir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu