Parafudr (İng. Surge Arrester), elektrik tesisatlarını yıldırım düşmesi, anahtarlama işlemleri veya şebeke arızaları gibi nedenlerle oluşan ani ve yüksek gerilim darbelerine karşı koruyan temel güvenlik elemanıdır. Normal çalışma koşullarında yalıtkan olan parafudr, aşırı gerilim anında devreye girerek oluşan enerjiyi toprağa yönlendirir ve gerilim normale döndüğünde tekrar yalıtkan hale gelir.
1. Yüksek Gerilim (YG) Parafudrları
YG parafudrlar, genellikle 36 kV ve üzeri gerilim seviyelerinde kullanılır. Yapılarına ve çalışma prensiplerine göre iki ana gruba ayrılırlar:
| Parafudr Tipi | Açıklama | Özellikler |
|---|---|---|
| Atlama Aralıklı (SiC) Parafudr | Silisyum karbür (SiC) dirençler ve seri ark boynuzlarından oluşur. | Eski teknoloji olup, günümüzde yerini büyük ölçüde metal oksitli tiplere bırakmıştır. |
| Metal Oksit (ZnO) Parafudr | Çinko oksit (ZnO) bazlı varistörlerden oluşur ve atlama aralığı içermez. | Günümüzde en yaygın kullanılan tiptir. Çok hızlı tepki verir, yüksek enerji sönümleme kapasitesine sahiptir ve daha güvenilirdir. |
YG parafudrlar, kullanılan muhafaza malzemesine göre de sınıflandırılır:
- Porselen (Seramik) Mahfazalı: Geleneksel ve dayanıklıdır.
- Polimer Mahfazalı: Silikon kauçuk esaslı olup, porselene göre daha hafif, mekanik dayanımı daha yüksek ve patlama riski daha düşüktür. Günümüzde polimer mahfazalı parafudrların kullanımı giderek artmaktadır.
YG Parafudrların Kullanım Yerleri:
– Generatör çıkışları
– Güç transformatörlerinin giriş, çıkış ve yıldız noktaları
– Enerji iletim hatlarının başında ve sonunda
– Yer altı kablo giriş ve çıkışlarında
2. Ark Boynuzları (Koruma Elektrotları)
Ark boynuzları, özellikle eski tip parafudrlarda ve trafolarda, aşırı gerilim durumunda oluşan arkın kontrollü bir şekilde söndürülmesini sağlayan koruma elektrotlarıdır.
Çalışma Prensibi ve Sınırlamaları:
Ark boynuzları, belirli bir gerilim seviyesinde hava aralığından atlama yaparak aşırı gerilimi toprağa yönlendirir. Ancak koruma yetenekleri, modern metal oksit parafudrlara kıyasla oldukça sınırlıdır. Tepki süreleri daha yavaştır ve arkın söndürülmesi her zaman başarılı olmayabilir. Bu nedenle günümüzde yeni tesislerde ark boynuzları yerine metal oksit parafudrlar tercih edilmektedir.
3. Parafudr Seçimi (IEC 60099 Standardı)
Doğru parafudr seçimi, etkin bir koruma için hayati öneme sahiptir. Seçim kriterleri, uluslararası IEC 60099 standardı ve ülkemizde TS EN 60099-4 standardı ile belirlenmiştir. Temel seçim parametreleri şunlardır:
- Anma Gerilimi (Ur): Parafudrun sürekli çalışabileceği maksimum gerilim değeridir. Sistemin anma gerilimine uygun seçilmelidir.
- Maksimum Sürekli İşletme Gerilimi (Uc): Parafudrun kesintisiz olarak dayanabileceği en yüksek gerilimdir.
- Nominal Deşarj Akımı (In): Parafudrun tekrarlayan aşırı gerilim darbelerine karşı dayanıklılığını gösteren akım değeridir (genellikle 8/20 µs dalga şeklinde).
- Maksimum Deşarj Akımı (Imax): Parafudrun tek bir darbe ile başa çıkabileceği en yüksek akım değeridir. Bu değer, yıldırım riskine göre belirlenir.
- Koruma Seviyesi (Up): Parafudrun aşırı gerilimi sınırlayarak indirgediği gerilim değeridir. Bu değer, korunacak ekipmanın dayanabileceği gerilimden düşük olmalıdır.
4. Parafudr Montajı ve Topraklama
Parafudrun montajı, seçimi kadar önemlidir. Yanlış montaj, koruma performansını ciddi şekilde düşürebilir.
Montajda Dikkat Edilecek Temel Kurallar:
- Paralel Bağlantı: Parafudrlar, korumak istediğimiz devreye paralel olarak bağlanmalıdır.
- 0,5 Metre Kuralı: Parafudr ile toprak hattı arasındaki bağlantı mümkün olan en kısa yoldan yapılmalıdır. Pratikte bu mesafenin 0,5 metreyi geçmemesi tavsiye edilir. Uzun bağlantı kabloları, parafudrun koruma etkinliğini azaltır.
- Kablo Kesiti: Parafudrun topraklama bağlantısında kullanılacak kablo kesiti, parafudrun maksimum deşarj akımına (Imax) göre seçilmelidir. Örneğin:
- Imax = 15 kA için minimum 6 mm²
- Imax = 40 kA için minimum 10 mm²
- Imax = 70 kA için minimum 16 mm²
- Topraklama Direnci: YG uygulamalarında parafudrun topraklama direncinin 1 Ω altında olması istenir.
- Yakın Konumlandırma: Parafudr, korunacak ekipmana mümkün olduğunca yakın monte edilmelidir. Mesafe arttıkça koruma seviyesi düşer. Havai hat ile yer altı kablosunun birleştiği noktalara mutlaka parafudr montajı yapılmalıdır.
Özet Tablo
| Konu | Açıklama |
|---|---|
| YG Parafudr Tipleri | Atlama Aralıklı (SiC) ve Metal Oksit (ZnO). ZnO günümüzde standarttır. |
| Ark Boynuzları | Eski teknoloji koruma elemanıdır, günümüzde yerini ZnO parafudrlara bırakmıştır. |
| Seçim Standardı | IEC 60099-4 / TS EN 60099-4 |
| Temel Seçim Kriterleri | Anma Gerilimi (Ur), Maks. Sürekli İşl. Gerilimi (Uc), Deşarj Akımları (In, Imax), Koruma Seviyesi (Up). |
| Montajın Altın Kuralları | Paralel bağlantı, 0,5 m toprak bağlantısı, uygun kablo kesiti, 1 Ω toprak direnci (YG). |
Başka bir konuda (örneğin, parafudr test yöntemleri veya hasar analizi) detaylandırma isterseniz memnuniyetle yardımcı olurum.