Yüksek Gerilim Şalt Sahalarında Parafudr Nedir? Görevleri, Çalışma Prensibi ve Kullanım Alanları

Yüksek gerilim parafudru nedir? Şalt sahalarında parafudr ne işe yarar? ZnO parafudrların çalışma prensibi, kullanım alanları, montaj kuralları, bakım işlemleri ve teknik özellikleri hakkında kapsamlı rehber.

Parafudr Nedir?

Parafudr, elektrik tesislerini yıldırım darbeleri ve anahtarlama işlemleri sırasında oluşan ani aşırı gerilimlere karşı koruyan bir yüksek gerilim koruma elemanıdır. Normal çalışma sırasında sistem üzerinde herhangi bir akım taşımaz. Ancak şebekede oluşan ani gerilim yükselmelerinde iletime geçerek fazla enerjiyi güvenli bir şekilde toprağa aktarır ve koruduğu ekipmanın zarar görmesini engeller.

Özellikle yüksek gerilim şalt sahalarında bulunan güç transformatörleri, oto transformatörler, ölçü transformatörleri ve kesiciler gibi yüksek maliyetli ekipmanların korunmasında vazgeçilmez bir role sahiptir.

Parafudr Neden Kullanılır?

Elektrik iletim ve dağıtım sistemlerinde oluşan aşırı gerilimler aşağıdaki nedenlerden kaynaklanabilir.

• Yıldırım düşmesi
• Anahtarlama işlemleri
• Kısa devre açma-kapama olayları
• Yük değişimleri
• Endüktif yüklerin devreye girip çıkması
• Enerji iletim hattındaki rezonans olayları

Bu gerilim darbeleri milisaniyeler içerisinde binlerce kilovolta ulaşabilir. Eğer bu enerji sınırlandırılmazsa;

• Güç transformatörleri zarar görebilir.
• Ölçü transformatörleri delinme yapabilir.
• İzolatörler patlayabilir.
• Kesiciler ve ayırıcılar hasar görebilir.
• Elektrik kesintileri meydana gelir.
• İşletmede yüksek maliyetli arızalar oluşur.

Parafudrlar tam bu noktada devreye girerek sistemi koruma altına alır.

Parafudr Nasıl Çalışır?

Parafudrın temel çalışma mantığı oldukça basittir.

Normal işletme geriliminde parafudr çok yüksek direnç gösterir ve devreden akım geçirmez.

Şebekede ani bir aşırı gerilim oluştuğunda ise iç yapısındaki metal oksit bloklar veya direnç elemanları iletime geçer.

Bu sayede;

• Aşırı gerilim toprağa aktarılır.
• Korunan cihaz üzerindeki gerilim güvenli seviyede tutulur.
• Gerilim normale döndüğünde parafudr tekrar yalıtkan hale gelir.

Bu işlem birkaç mikrosaniye içerisinde gerçekleşir.

Yüksek Gerilim Şalt Sahalarında Parafudr Nerelerde Kullanılır?

Parafudrlar yüksek gerilim tesislerinde birçok farklı noktaya monte edilir.

Başlıca kullanım alanları şunlardır:

• Güç transformatörü giriş ve çıkışları
• Oto transformatörler
• Generatör çıkışları
• Enerji iletim hatlarının başlangıç ve bitiş noktaları
• Yeraltı kablo başlıkları
• GIS tesisleri
• Bara sistemleri
• Güç trafolarının nötr noktaları
• Tersiyer sargılar
• Reaktör ve kapasitör bankaları

Korunacak ekipmana mümkün olduğunca yakın monte edilmeleri koruma seviyesini önemli ölçüde artırır.

Parafudr Çeşitleri

1. Metal Oksit (ZnO) Parafudr

Günümüzde en yaygın kullanılan parafudr çeşididir.

İçerisinde çinko oksit (ZnO) varistör blokları bulunur.

Avantajları

• Çok hızlı tepki süresi
• Ark boşluğu içermez
• Düşük bakım ihtiyacı
• Uzun kullanım ömrü
• Yüksek enerji sönümleme kapasitesi
• Daha güvenilir çalışma

Modern yüksek gerilim tesislerinde neredeyse tamamı ZnO parafudr kullanılmaktadır.

2. Ark Aralıklı (Silisyum Karbür) Parafudr

Eski tip parafudrlardır.

Yapısında;

• Ark aralıkları
• Direnç elemanları
• Gaz dolu bölmeler

bulunmaktadır.

Bakım ihtiyacı fazladır ve günümüzde büyük ölçüde metal oksit parafudrlarla değiştirilmiştir.

Parafudr Gövde Tipleri

Porselen Muhafazalı

• Mekanik dayanımı yüksektir.
• Geleneksel tiptir.
• Ağırdır.
• Kırılmaya karşı hassastır.

Polimer Muhafazalı

Yeni nesil parafudrlardır.

Avantajları;

• Hafiftir.
• Patlamaya karşı dayanıklıdır.
• UV ışınlarından etkilenmez.
• Kir tutmaz.
• Su itici özelliğe sahiptir.
• Deprem dayanımı yüksektir.

Bu nedenle yeni tesislerde polimer tipler tercih edilmektedir.

Parafudrın Koruma Seviyesini Etkileyen Faktörler

Koruma performansı yalnızca parafudrun özelliklerine bağlı değildir.

Aşağıdaki faktörler de büyük önem taşır.

Montaj Mesafesi

Parafudr koruduğu ekipmana ne kadar yakın monte edilirse koruma seviyesi o kadar yükselir.

Topraklama Direnci

Topraklama direnci mümkün olduğunca düşük olmalıdır.

Yüksek gerilim tesislerinde genellikle;

1 Ohm’un altında olması hedeflenir.

Topraklama direnci yükseldikçe parafudrun koruma etkinliği azalır.

Bağlantı İletkeni

• Kısa olmalıdır.
• Düz güzergâhta çekilmelidir.
• Gereksiz kıvrımlar yapılmamalıdır.

Uzun bağlantılar darbe gerilimini artırabilir.

Parafudr Teknik Özellikleri

Bir parafudr seçilirken aşağıdaki teknik bilgiler dikkate alınmalıdır.

• Anma gerilimi (Rated Voltage)
• Sürekli çalışma gerilimi (MCOV)
• Nominal deşarj akımı
• Maksimum deşarj akımı
• Artık gerilim seviyesi
• Kısa devre dayanımı
• Enerji sönümleme kapasitesi
• Hat deşarj sınıfı
• IEC standart uygunluğu

Bu değerler tesisin çalışma gerilimine uygun seçilmelidir.

Parafudr Montajında Dikkat Edilecek Hususlar

Doğru montaj koruma performansını doğrudan etkiler.

Montaj sırasında;

• Dikey montaj tercih edilmelidir.
• Bağlantı kabloları kısa tutulmalıdır.
• Topraklama iletkeni doğrudan bağlanmalıdır.
• Korunacak ekipmana en yakın noktaya yerleştirilmelidir.
• Mekanik zorlanmalardan kaçınılmalıdır.
• Topraklama bağlantıları düzenli kontrol edilmelidir.

Parafudr Bakımı

Metal oksit parafudrlar düşük bakım gerektiren ekipmanlardır.

Ancak belirli aralıklarla aşağıdaki kontroller yapılmalıdır.

• Görsel çatlak kontrolü
• Kaçak akım ölçümü
• Topraklama bağlantılarının kontrolü
• Darbe sayacının incelenmesi
• İzolatör temizliği
• Termal kamera ile sıcaklık kontrolü
• Nem ve korozyon kontrolü

Kirli bölgelerde porselen yüzeylerin temizlenmesi kaçak akımların önlenmesi açısından önemlidir.

Parafudr Testleri

Şalt sahalarında kullanılan parafudrlar belirli periyotlarla test edilir.

En yaygın testler şunlardır:

• AC İzolasyon Testi
• DC İzolasyon (Megger) Testi
• Kaçak Akım Ölçümü
• Referans Gerilim Ölçümü
• Termal Kamera Kontrolü
• Görsel Muayene

Bu testler sayesinde yaşlanma, nem alma, iç hasarlar ve izolasyon problemleri erken aşamada tespit edilebilir.

Parafudr Kullanmanın Avantajları

Parafudr kullanımı elektrik tesislerine birçok avantaj sağlar.

• Güç transformatörlerini korur.
• Kesicilerin ömrünü uzatır.
• Ölçü transformatörlerini korur.
• Yıldırım darbelerini sönümler.
• Anahtarlama aşırı gerilimlerini sınırlar.
• Enerji sürekliliğini artırır.
• Bakım maliyetlerini azaltır.
• Arıza sürelerini düşürür.
• İşletme güvenilirliğini yükseltir.

Sonuç

Yüksek gerilim şalt sahalarında kullanılan parafudrlar, elektrik sistemlerinin güvenli ve kesintisiz çalışmasını sağlayan en önemli koruma ekipmanlarından biridir. Yıldırım ve anahtarlama kaynaklı aşırı gerilimleri toprağa güvenli bir şekilde aktararak güç transformatörleri, ölçü transformatörleri, kesiciler ve diğer kritik ekipmanları korurlar. Doğru seçilmiş, uygun şekilde monte edilmiş ve düzenli bakımı yapılan bir parafudr sistemi; tesis güvenliğini artırır, ekipman ömrünü uzatır ve yüksek maliyetli arızaların önüne geçer.

Sık Sorulan Sorular

Parafudr ne işe yarar?

Parafudr, yıldırım ve anahtarlama kaynaklı aşırı gerilimleri toprağa ileterek elektrik ekipmanlarını koruyan bir gerilim koruma cihazıdır.

Parafudr neden faz-toprak arasına bağlanır?

Aşırı gerilimlerin güvenli şekilde toprağa aktarılabilmesi için her faz ile toprak arasına bağlanır.

En yaygın parafudr tipi hangisidir?

Günümüzde en yaygın kullanılan model, çinko oksit (ZnO) metal oksit parafudrlardır.

Parafudr bakım gerektirir mi?

Bakım ihtiyacı düşük olsa da düzenli görsel kontrol, izolasyon testi, kaçak akım ölçümü ve topraklama kontrolleri yapılmalıdır.

Parafudr ile paratoner aynı cihaz mıdır?

Hayır. Paratoner yıldırımı yapıya çekerek toprağa iletir. Parafudr ise elektrik tesisatına ulaşan aşırı gerilim darbelerini sınırlandırarak elektrik ekipmanlarını korur.