ORTA GERİLİM PARAFUDRLAR
Elektrik dağıtım şebekelerinde; yıldırım düşmelerinden ve anahtarlama elemanlarının açma-kapamaları sırasında oluşan aşırı gerilimlerden kaçınmak mümkün değildir. Aşırı gerilimlerden elektrik teçhizatını korumak için günümüzdeki en ekonomik ve pratik yol, korunacak teçhizata mümkün olduğu kadar yakın
Parafudr kullanmaktır.
Temel olarak üç çeşit aşırı gerilimin varlığından söz edilmektedir. Bunlar;
- Geçici Aşırı Gerilimler: Yük atma sırasında veya toprak arızasının da karıştığı arızalarda ortaya çıkar. Çalışma frekanslıdır. Süresi 100 milisaniye ile birkaç saat arasında değişir.
- Anahtarlama Aşırı Gerilimleri: Anahtarlama işlemleri sırasında ortaya çıkar. Frekansı birkaç kHz’e, genliği de 3 pu’ya kadar çıkabilir. Hızla sönümlenme özelliği vardır.
NOT: 1 pu= (V2xUm)/V3= 0,816 Um Um: Fazlar arası en yüksek sistem gerilimi
- Yıldırım Gerilimleri: Atmosferik boşalmalardan kaynaklanır. Tepe değerlerine birkaç mikro saniye içinde ulaşır. Ve ardından yine çok hızla sönümlenir. Tek kutuplu gerilim yükselmelerinin genlikleri 10 pu’ya kadar çıkabilir.
Son 20-25 yıla kadar OG şebekelerinde kullanılan parafudrlar, seri bağlı silisyum karbür dirençlerden oluşan atlama aralıklı parafudrlar idi. Bu parafudrlar, aşırı gerilim geldiğinde atlama boşluklarında ark meydana gelerek bir anlamda sistemi toprağa kapatmakta, kullanılan seri dirençler ise sistem gerilimi tarafından oluşturulan takip akımını (follow-current) sınırlamaktadır.
Son 20 yıl içinde parafudr teknolojisinde çok radikal denilecek değişiklikler olmuştur. Bunlar;
- Atlama aralıklı seri bağlı silisyum karbür dirençli parafudrlar yerini atlama aralıksız metal-oksit dirençli parafudrlara,
- Porselen mahfaza yerini polimerden yapılmış mahfazaya bırakmıştır.
Silisyum karbürden yapılmış dirençlerin akım/gerilim eğrisi incelendiğine bu eğrilerin, çok az non-lineer karaktere sahip olduğu görülmektedir. Bu, normal koşullarda atlama aralıksız bir parafudrdan 200 Amper civarında bir akımın sürekli akması anlamına gelir ki doğal olarak termik nedenler ile böyle bir parafudr mümkün değildir. İşte bu nedenle silisyum karbür dirençler kullanılarak imal edilecek parafudrların “atlama aralıklı” olarak imal edilmeleri gerekmektedir.
Oysa metal oksit dirençlerin akım/gerilim eğrisi, aşırı lineer olmayan (non lineer) bir özelliğe sahiptir. Atlama aralığına gerek kalmadan dirençler seri olarak dizilerek parafudru oluşturmak mümkündür.
“
Metal Oksit Parafudr”ların “Silisyum Karbür Parafudr”lara karşı bazı avantajları:
- Metal oksit parafudrlar atlama aralıksız olduğundan akım parafudrun içinden, aşırı gerilim henüz parafudrun koruma gerilim değerine ulaşmadan akmaya başlar
Bu nedenle bu tip parafudrlar aşırı gerilimi, atlama boşluklu parafudrlardan daha erken bir noktada azaltmaya başlarlar. Çünkü atlama aralıklı parafudrlar iletime, ancak aşırı gerilimin parafudrun koruma gerilimine ulaşmasından sonra başlar.
- Yüksek kirlenme direncine sahiptir. (Parafudrların dış izolasyonu kirli olursa nemli dış yüzeydeki gerilim dağılımı düzensizleşmektedir. Bu durum; izolatör çenekleri arasında kısmı boşalmalara, parafudrun aktif kısımlarında ise aşırı gerilim indüklenmelerine neden olmaktadır. Bu durum atlama aralıklı parafudrlarda sık sık atlamalara sebep olmaktadır.)
- Aktif kısımların atlama aralıksız yapılabilmesinden dolayı dış mahfaza silikon polimer olabilmektedir. Silikon kirliliğe karşı en iyi izolasyon malzemelerinden biri olup su tutmaz ve kendi kendini temizleme özelliği vardır. Silikon muhafazadan üretilen metal oksit parafudrlar;
- Hava içermediğinden patlayarak çevreye zarar verme tehlikesi bulunmamaktadır. Bu nedenle bu parafudrlarda patlama diyaframı bulunmasına gerek yoktur.
- Hafiftir. Bu nedenle montaj kolaylığı sağlar.
- Montaj esnasında porselen gibi kırılma tehlikesi bulunmaz.
Parafudr Seçiminde Dikkat Edilecek Başlıca Hususlar
Metal oksit parafudrun şebekenin ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için
Maksimum Sürekli Çalışma Gerilimi (Uc)’nin seçilmesinde aşağıdaki iki koşulun sağlanması gereklidir. Bunlar;
- Uc, parafudrun terminalindeki Şebeke frekanslı gerilimden daha büyük olmalıdır.
- (TxUc) değeri, parafudr terminalinde beklenen geçici aşırı gerilim değerinden daha büyük olmalıdır.
Yukarıda 2. maddede maddesinde belirtilen T; 45 0C’lik çevre sıcaklığında, zamana bağlı olarak parafudrun geçici aşırı gerilimlere karşı dayanımını gösterir. İmalatçı tarafından verilmesi gerekir.
Ayrıca;
- Üç fazlı şebekelerde geçici aşırı gerilim (UTOV ),
- Ve bu aşırı gerilimin süresi (t)
Parafudr seçiminde dikkat edilmesi gereken diğer önemli hususlardır.
Geçici aşırı gerilimler en çok toprak arızalarında oluşur ve değeri şebekenin nötr topraklamasına bağlıdır. Bu değer;