Yapınız için yıldırım risk analizini yapak için lütfen hesaplamalar bölümünü kullanınız.
Koruma sınıfıbelirlenirkenyapı yerleşimözellikleri,yapı-çatıtürü katsayıları,yapı değerkatsayıları,yapı doluluğu,çevre önemigibi kriterler vardır. Bu kriterlerinkatsayıları
Tablo-1’de gösterilmiştir.
Tablo-1 Etkinlik Değeri-Sınıf Belirleme
Tablo-1 kullanılarakparatoner sistemikurulacakyapınınetkinlik değerişu şekilde bulunur;
Formülasyonlar sonucunda eğer;
Nd<Nc isekoruma sınıfıisteğe bırakılır.
Nd>Nc ise E=1-Nc/Nd ilekoruma sınıfı belirlenir.
Akit Paratonerler Korunmak istenen yapıdan minimum 2 metre yüksekliğe yerleştirilmelidir.
Standartlara göre paratoneryapının en üst noktasından 5 metre daha yüksekte konumlandırılmalıdır.
Koruma yarıçapırisk analizine göre değişiklik göstermektedir. Aşağıdaki tabloda risk seviyelerine göre koruma yarıçapları yer almaktedir.
| Paratonerin Yapıdan Yüksekliği | Seviye 1 | Seviye 2 | Seviye 3 | Seviye 4 |
|---|---|---|---|---|
| 5 m | 79 | 87 | 97 | 107 |
| 60 m | 80 | 90 | 105 | 120 |
| FARADAY CAGE METHOD | ACTIVE LIGHTNING ROD |
|---|---|
| 1- T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI Elektrik Tesisatı Genel Teknik Şartnamesi Yedinci Bölüm' de kafes metodu tanımlıdır. |
1- T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI Elektrik Tesisatı Genel Teknik Şartnamesi Yedinci Bölüm'de aktif paratoner ünitesi tanımlıdır. |
| 2- TSEN 62305 Standardı var. | 2-TS 13709(Mayıs 2016) ve NFC 17 102 Standartlarıvar. Aktif Paratonerlerin Standartlara uygunluk belgeleri vardır. |
| 3 - Montaj sonrası çalıştığı testi yoktur. | 3- Montaj sonrası Aktif paratoner ünitesinin çalıştığı test edilebilir. |
| 4-Topraklama muayene noktası çok fazladır. | 4-Topraklama muayene noktası 1 adettir. |
| 5- Çatıda çok fazla yakalama ucu montajı gerektirdiği için görüntü kirliliği oluşturur. |
5- Çatıda 1 adet 2"x 6 metre direk montajı gerektirdiği için görüntü kirliliği oluşturmaz. |
| 6- Herhangi bir kopuklukta yakalama uçları arası potansiyel fark meydana oluşacağından çatı yangın riski çok fazladır. |
6- Aktif paratonerlerde potansiyel fark oluşma riski kafes metoduna göre yok denecek kadar azdır. |
| 7- Kafes Metodu bina bazlı koruma yapar. Çevre değerlerini ve bina dışı varlıkları korumaz. |
7- Aktif paratoner bina ve alan koruması yapar. |
| 8-Çatı üzerinde çok sayıda kullanılan, Yakalama ucu ve kroşeler, çatıya çok fazla zarar vermektedir. |
8-Aktif paratonerlerde çatıya zarar verme riski, Kafes metoduna göre çok azdır. |
| 9 -Özellikle kar yağışının ve buzlanmanın fazla olduğu yerlerde, buzların çözülmesi ile çatıdaki iletken ve yakalama uçları çok fazla zarar görmektedir. Her yıl kışın bitmesiyle birlikte Kafes metodunda tadilat ve tamiratların yapılması gerekmektedir. |
9 -Aktif paratonerler bu risk yoktur. |
| 10 -Radyo frekansları ve cep telefonlarında parazit meydana getirir. |
10 -Aktif paratonerler bu durum yoktur. |
| 11 –İşçiliği ve bakımı çok zordur. | 11 -İşçiliği ve bakımı kafes metoduna göre çok kolaydır. |
| 12 -Maliyetleri çok yüksektir. | 12 -Maliyetleri düşüktür. |
| 13 –Kafes metodunda İniş noktalarının tamamında adım ve dokunma gerilimi tedbirlerinin alınması gerekmektedir. (TSEN 62305 Standardına göre iniş iletkenlerinin yapıldığı yerlerin 3 mt' lik kısmında 5 cm kalınlığında asfalt veya 15 cm kalınlığında çakıl serilmesi gerekmektedir.) |
13 -Aktif paratonerde bu durum tek nokta için geçerlidir. |
Aktif paratoner başlığı havadaki elektrostatik alan şiddeti ile iyon yaymaktadır.
Periyodik olarak ve yıldırım olayları sonrasında aktif paratoner test cihazı ile kontrol edilmelidir.
Fotoğrafta bir Tesla paratoner ve test cihazı görülmektedir.
According to NFC 17102;
İniş iletkenleri, lâma, örgülü bükümlü kablo ve çubuk malzemelerinden yapılır. Asgari kesit alanları 50 mm² olup aşağıdaki 2.3.4 no'lu tabloda tanımlanmıştır.
| İniş İletkenleri | ||
|---|---|---|
| Malzeme | Mülâhazat | Asgari ebatlar |
| Çıplak veya kalayla kaplı elektrolitik bakır (1) |
Üstün iletkenliliği ve paslanmaya karşı olan direnci için tavsiye edilir. |
Lama : 30x2 mm. Yuv.Kesit: 8 mm. çap (2) Bükümlü kablo:30x3,5 mm. |
| 18/10-304 paslanmaz çelik | Bazı paslandırıcı ortamlar için tavsiye edilir | Lama : 30x2 mm. Yuv.kesit: 8 mm çap (2) |
| A 5/L Alüminyum | Alüminyum ile kaplı satıhlar, (Kaplamalar ve perde bölmeler) |
Lama : 30x3 mm. Yuv.kesit: 10 mm. çap (2) |
2.3.4 Tablo
It is connected parallel to the system and the counter on it increases as a result of the lightning strike. If this number is found to increase, the system should be checked.
In order to measure the earthing resistance value correctly, the test clamp shim separates the installation and the earthing system and the measurement is made from this point.
It is used to mechanically protect the part of the landing conductor before ground.
Generally, 5/4 ”galvanized pipe is used in lightning rods and 3/4” galvanized pipe is used in the faraday cage method.
There are several methods.
1-Sequence Method, 2-Triangle method, 3-Goosefoot method
The limit value is 10 Ohms.
The ring is made around the structure with a bare braided conductor and the electrode or mesh is connected to the ring at appropriate intervals and the conductor is covered with earth. The grounding conductor is usually min. It is buried deep in 60 cm (soil may vary depending on freezing level).
It is the recommended thermowelding connection. Thermowelding provides a better conductivity. In order to be more economical and in areas where the thermo-welding cannot be applied, clamp connection can also be preferred.
TS-EN-62305-3
Table 6 - Air termination conductors, air termination rods and material of the landing conductors,configuration and smallest cross section
|
Material |
Configuration |
Least Section Area mm² |
Explanation10) |
|---|---|---|---|
|
Copper |
Solid tape Sold round 7) Stranded Solid round 3), 4) |
50 8) 50 8) 50 8) 200 8) |
At least 2 mm in thickness Diameter 8 mm Diameter of each wire is at least 1.7 mm Diameter 16mm |
|
Tin Clad Copper 1) |
Solid tape Solid Round7) Stranded |
50 8) 50 8) 50 8) |
At least 2 mm in thickness Diameter 8 mm Diameter of each wire is at least 1.7 mm |
|
Alumium |
Solid tape Solid round Stranded |
70 8) 50 8) 50 8) |
At least 3mm in thickness Diameter 8 mm Diameter of each wire is at least 1.7 mm |
|
Aluminium Alloy |
Solid tape Solid round Stranded Solid round3) |
50 8) 50 50 8) 200 8) |
At least 2,5 mm in thickness Diameter 8 mm Diameter of each wire is at least 1.7 mm Diameter 16mm |
|
Hot dipped galvanized steel 2) |
Solid tape Solid round 9) Stranded Solid round 3), 4), 9) |
50 8) 50 50 8) 200 8) |
At least 2,5 mm in thickness Diameter 8 mm Diameter of each wire is at least 1.7 mm Diameter 16mm |
|
Stainless Steel5) |
Solid tape 6) Solid round 6) Stranded Som yuvarlak 3), 4) |
50 8) 50 70 8) 200 8) |
At least 2mm in thickness Diameter 8 mm Diameter of each wire is at least 1.7 mm Diameter 16mm |
1) The thickness of the coating in hot dipping or electrocoating is at least 1 μm.
2) Provided that the coating thickness is at least 50 μm, the coating should be smooth, continuous, and paste should be free of stains.
3) Applied for air termination rods only. Mechanical stresses such as wind load are critical for applications where there is no diameter 10 mm. Largest 1 m long and with additional fastening the air termination bar can be used.
4) Applies only to guide rods in the ground.
5) Chrome ≥ % 16, nickel ≥ % 8 andcarbon ≤ % 0,07.
6)For stainless steel that has direct contact with the material embedded in the concrete and/or flammable, small sizes up to 78 mm² (diameter 10 mm) for solid round types and up to 75mm² for solid strip typescan be increased (thickness at least 3 mm).
7)50 mm² (diameter 8 mm) in special applications where mechanical strength is not the basic rule
can be lowered up to 28 mm². In this case, attention should be paid to reduce the clearance between fasteners.
8)If thermal and mechanical considerations are important, these dimensions should be increased up to 60 mm² for solid strip types and up to 78 mm² for solid round types.
9)Smallest cross-section to prevent melting at a specific energy of 10 000 kJ/Ώ is16 mm² (copper), 25 mm²
(aluminum), 50 mm² (steel) and 50 mm² (stainless steel). It should be viewed to Annex E for more information.
10) Thickness, width, and diameter are defined as ± 10% tolerance.
Legal obligation is once a year. Our recommendation is once every 6 months. We also recommend performing a head test in active lightning rods.
2001 yılında yasaklanan radyoaktif paratonerlerin eğitimli personel tarafından özel araçlarla Teak kurumuna lisans belgesi ile teslim edilmesi gerekmektedir.
Yıldırım akımını çeken bir paratoner iniş iletkeni ile en yakın topraklanmış iletken kütle arasında tehlikeli kıvılcımların meydana gelmesi mümkün olmayan asgari mesafeye 's' emniyet mesafesi denir.
Hedeflenen iletken parça ile yıldırımdan korunma sistemi arasındaki d mesafesi ds ' den fazla olması halinde, tehlikeli kıvılcımlarla ilgili yalıtım tamamlanmış olur.
Bu denkleme göre :
- n : tasavur edilen temas noktasından evvel bulunan beher E.S.E paratonerin iniş iletkeni sayısıdır :
n = 1 ( bir adet iniş iletkeni için )
n = 0.6 ( iki iniş iletkeni için )
n = 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: çevrim iki ucu arasında kullanılan malzeme ile ilgili faktörü temsil eder.
km = 1 ( hava için )
km = 0,5 ( madenî olmayan katı malzemeler için )
- l (metre olarak) : en yakın eş potansiyelli bağlantı noktası olarak tasavvur edilen noktadan itibaren iniş iletkeni(leri)' nin uzunluğudur.
İzole yıldırım iletkeni özel tasarımı sayesinde yıldırım akımının iniş iletkeni üzerinde oluşturduğu elektromanyetik etkiyi engelleyen bir kablodur.
Yassı ve yuvarlak olmak üzere iki çeşittir,
Yassı iletkenin toplam kesit alanı 35mm² dir.
Yuvarlak iletkenin toplam alanı 50mm² dir.
Kaplama altı ve üstünde rahatlıkla tercih dilebilmektedir. Özel tasarımı sayesinde uzunluk arttıkça daha düşük bir direnç değerine sahip olmaktadır.
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 kanyaklı 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.
İşletme topraklaması:2 ohm
Koruma topraklaması:5 ohm
Paratoner topraklaması: 10 ohm
Faraday kafesi topraklaması: 10 ohm
Doğalgaz topraklaması :20 ohm
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.
Tam gövde teması gibi bir yalıtım hatasında elektrik devresinin aşırı akım koruma aygıtları ile açılmasını sağlamak için gerilim altında olmayan iletken tesis bölümlerinin sıfır iletkenine ya da buna iletken olarak bağlanmış olan bir koruma iletkenine ayrı biçimde bağlanmasıdır.Sıfırlamanınamacı; işletme araçlarının gövdesinde yüksek dokunma gerilimlerinin sürekli olarak kalmasının önlemektir.
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 İç yıldırımlık (parafudr) ünitelerinin kullanılması gerekmektedir.
İç yıldırımlık (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.
İç yıldırımlık uygulaması bazı ana ve tali panolarda hatta zayıf akım (cctv, yangın ihbar) Pano ve panellerinde yapılmıştır. Ancak yapılan bu uygulama bazı noktalarda uygun olup bazı noktalarda ise gerek ürün seçimi gerekse kademeli koruma gerekliliği noktasında uygun olmadığı tespit edilmiştir. Bu durum tesis genelinde kademeli koruma düzenine uygun olmadığından tesislerin tamamı kademeli koruma sistemine dönüştürülmelidir.
