Paratoner Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?
Paratoner Nedir?
Bu yazımızda paratoner sisteminin ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve ne işe yaradığını açıklayacağız. Gökyüzünde yılda 3 milyar şimşek veya yıldırım oluşmaktadır. Bir diğer deyişle yılın herhangi bir zamanında dünyamıza her saniyede 100 yıldırım düşmektedir. Güçlü bir fırtına, Hiroşima’ya atılan atom bombasından 100 kat daha fazla enerji açığa çıkarmaktadır. Belki bir gün gelecek yıldırımları da enerji kaynağı olarak kullanmayı öğreneceğiz. Yıldırımlar yeryüzündeki bitkiler için faydalı maddeler olan azot, nitratlar ve oksijenin de yeryüzüne inmesine neden olurlar.
Yıldırım Olayı Nasıl Oluşuyor?
Her şey güneş ışıkları ile yeryüzünde ısınan havanın yükselmesi ile başlıyor. Tabii içinde buharlaşan suyu da yukarı taşıyarak, bu yükselen hava yaklaşık 2-3 kilometreye ulaşınca havanın soğuk katmanlarına rast geliyor. Soğuk havalarda nefes verince nefesimiz nasıl buharlaşıyorsa aynen o şekilde buharlaşıyor ve gördüğümüz bulutu oluşturuyor. Bu bulutlar daha sonra hava akımları ile 20.000 metreye kadar tırmanabiliyorlar. Aslı tam bilinememesine rağmen bulutların bu yükselişleri sırasında içlerinde oluşan buz kristallerinin birbirlerine sürtünerek bir statik elektrik enerjisi açığa çıkardıkları öne sürülüyor. Bu elektrik enerjisi bulutların üst katmanlarında pozitif (+), alt katmanlarında ise negatif (-) yüklü olarak birikiyor.
Bakınız: Rüzgar Türbinleri Neden 3 Kanatlıdır? Özelliği Nedir?
Bulutun içindeki yük havayı iyonize edecek güce ulaştığında şimşek oluşuyor. Yağmur bulutlarının alt yüzeylerindeki büyük negatif yük içindeki elektronları iterek orayı da pozitif yüklü hale getiriyor ve bu yük saniyede 1000 kilometre hızla toprağa iniyor, yani kısa devre yapıyor. Yıldırımın bu andaki ısısı 30.000 derece olup güneşin yüzeyindeki ısının 5 katı kadardır. Yıldırım düşerken çok şaşırtıcı bir şey oluyor. Yerden de buluta doğru bir boşalma oluyor. Yerden 100 metre yükseklikte bu iki akım birleşiyor ve iletkenliği çok fazla olan bir koridor oluşuyor. İşte bundan sonra yıldırımı hiçbir şey durduramaz.
Paratoner Nedir? Nasıl Çalışır?
Bir diğer korunma yöntemi olan paratonerlerin çalışma prensibi şöyledir; metal çubuğun varlığı eş potansiyel düzlemi deforme eder ve sıfır düzlemini yukarı doğru götürür, bunun üstüne de paratonerin ucundaki iyonlar bu noktada gerilim yoğunluğunu artırır. Buradan devamlı iyon çıkışlarının bulutun elektrik yükünü nötrleştirdiği kabul edilir. Yıldırımın belirli bir uzaklıktaki komşu bölgeye düşmektense paratoner üzerine düşeceği kabul edilir. Aktif paratonerler, montajının yapıldığı noktadan itibaren belirli koruma çapının kapsadığı alanı ve binaları korurlar.
Bakınız: Yağmur Damlasının Hızı ve Özellikleri
Aktif paratonerler radyoaktif kaynak içerikli paratonerlere alternatif olarak yapılan çalışmalar neticesinde ortaya çıkmıştır. Sakıncalarından dolayı radyoaktif paratonerlerin yasaklanmasıyla aktif paratonerlerin kullanılması dünya çapında yaygınlaşmıştır. Aktif paratonerlerde en önemli faktör koruma yarıçapıdır. Koruma yarıçapı, seviye hesabı ve ürünün ∆T değerine bağlıdır. Aktif paratonerlere Piezoelektrik paratonerler ve Elektrostatik paratonerleri sayabiliriz. Piezoelektrik elementler basınca maruz bırakıldığında yüksek gerilim üreten elementlerdir.
Rüzgar etkisiyle piezoelektrik kristalleri basınca maruz kalır ve yüksek gerilim darbeleri oluşur. Bu darbeler paratoner üzerinde arklar oluşturur ve bu ark etkisiyle hava iyonizasyona uğratılır. Böylelikle yıldırım paratoner üzerinden toprağa akar. Elektrostatik paratonerin çalışma prensibi o anki havanın yüklerine göre elektrik alan şiddetinin arttırılmasına dayanmaktadır. Böylece negatif veya pozitif yıldırım çeşitlerine karşı koruma sağlamış olmaktadır. Yıldırım yeryüzü ile birleşmeden önce yakalayarak deşarjı güvenli bir biçimde toprağa aktarmaktadır.
Paratoner Elemanları Nelerdir?
Paratoner tesisatı yapımında iniş iletkenleri, yakalama çubuğu, direk, bağlantı parçaları ve topraklama elemanları kullanılır.
İniş İletkenleri: 2 x 30 veya 2 x 50 mm dolu daire kesitli bakır iniş iletkeni kullanılacaktır. Bu iletken uygun aralıklarla kroşeler kullanılarak montaj yüzeyine tutturulur.
Yakalama Çubukları: Çubuklar ucu sivriltilmiş en az 16 mm2 kesitli paslanmaz çelikten en az 50 cm boyundadır. Tesisin en yüksek bölümlerine konmaktadır. Çatı aynı düzlemde ise özellikle köşelerden başlanarak en çok 15 m aralıklı yakalama çubukları konur.
Direk: 6 metre boyunda galvanizli bir borudur. Bu direk duvara ya da çatıya altlık, gergi telleri, kelepçeler v.s. ile monte edilir.
Bağlantı Parçaları: Paratoner sistemlerin montajında ve bağlantılarında kroşeler, bağlantı klemensleri gibi bağlantı parçaları kullanılır.
