Doğal afetler arasında birçok insanın gözünden kaçan yıldırımlar, aslında oldukça tehlikelidir. Yıldırım düşmesi sonucunda yangınlar başta olmak üzere birçok doğa felaketi oluşabilir. İşte yıldırım düşmelerine karşı olarak bulunan ve birçok can ve mal kaybının önüne geçen paratonerler, özellikle elektrik yükünün yoğun olduğu şehirlerde ve yüksek binalarda sıklıkla kullanılıyor. Peki, paratoner nedir? Paratoner ne işe yarar ve nasıl çalışır?
Paratoner Nedir?
Fransızca kökenli olan paratoner kelimesinin sözlükteki anlamı yıldırımsavar, yıldırımlık, yıldırımkırandır.
Paratoner, statik elektrik yüklü bulutlarla yeryüzü arasında oluşan şiddetli elektrik akımının insanlara, binalara, elektrikle çalışan cihazlara ve elektrik tesisatına zarar vermeden doğrudan toprağa aktarılmasını sağlayan elektriksel bir güvenlik ekipmanıdır.
Paratoneri Kim İcat Etti?
Elektrik yüklerinin artı ve eksi olarak belirlenip adlandırılmasını sağlayan Benjamin Franklin (1706 – 1790)’dir. Franklin, yaptığı çeşitli deneylerin sonucunda elektriğin belirli ortamlarda fazla veya eksik ölçülerde bulunabilen bir sıvı olduğu görüşüne vardı. Her ikisinde de elektrik eksikliği ya da fazlalığı bulunan cisimlerin birbirini ittiğini, birinde eksiklik diğerinde fazlalık olan cisimlerin ise birbirlerini çektiğini ileri sürdü. Fazlalığı artı elektrik, eksikliği ise eksi elektrik olarak adlandırdı.
Franklin, Leiden şişesinden boşalan elektriğin oluşturduğu çatırtılar ve kıvılcımlar ile fırtınalı havalardaki gök gürültüsü ve şimşek arasında bir ilişki olması gerektiğini düşündü ve 1752’de, fırtınalı bir havada uçurduğu bir uçurtma ile bir Leiden şişesini yüklemeyi başardı. Franklin’in bu deneyden pratik yararlar elde etme yönündeki girişimleri paratonerin bulunmasına giden yolu açtı. Bu nedenle Franklin paratonerin mucidi olarak kabul edilmektedir.
Paratoner Ne İşe Yarar?
Paratoner, yıldırımlarda birikme durumu söz konusu olan elektrik yükünü toprağa iletmek suretiyle etkisiz hale getiren aparattır. Günümüzde en yaygın olarak kullanılan paratonerler, aktif paratoner adıyla bilinmektedir. İçten yanmalı motorlar vasıtasıyla çalışan bu paratonerler hem ekonomik hem de kullanışlı bir yapıya sahiptir. Paratonerlerin oldukça yüksek teknoloji desteğiyle üretilmiş durumda olan versiyonlarına ise Faraday Kafesi adı verilmektedir.
Türkçedeki karşılığı yıldırım savar olan paratoner, yıldırımlarda birikmiş durumda olan elektrik yükünü toprağa aktarmak işine yarar. Paratoner kullanılması sayesinde yıldırım düşmesi neticesinde oluşabilecek olan can ve mal kayıplarının önüne geçilmektedir. Bu bakımdan paratonerler büyük önem taşıyan aparatlar olarak insan yaşamında önemli bir yere sahip durumdadır.
Paratoner Nasıl Çalışır?
Paratoner kullanmak, aslında bir nevi topraklama yapmaktır. İstenmeyen elektrik yükleri paratonerler vasıtasıyla güvenli bir şekilde toprağa doğru uzaklaştırılır.
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.
Yıldırımın oluşumunu hızlandıran etkenlerin başında; sivri uçlar, bayrak direkleri, kuleler, yüksek binalar, (TV, Telsiz, GSM, Radyo vericileri) anten direkleri, trafo tesisleri vs. sayılabilir. Bunlara ilave olarak askerî tesisler, cami ve minareler, okullar, hapishaneler, hastaneler, stadyumlar, gaz dolum tesisleri, petrol ofisleri, rafineriler, havaalanları, köprüler, fabrikalar, depolar ve tüm binalarda paratoner ve topraklama tesisleri yapılması mecburidir.
Paratonerin tek katlı binalarda ve müstakil evlerde kullanımı oldukça büyük tehlike barındırdığından bu tip yapılarda kullanımı uygun olmamaktadır. Bundan dolayı genellikle gökdelenlerde ve yüksek binalara kurulumu gerçekleştirilen bir aparat olma özelliği taşımaktadır. Paratonerin kullanıldığı diğer yerler ise sanayi tesisleri ve gemiler olarak karşımıza çıkmaktadır.
Paratonerler, bir yapının en yüksek konumda olan noktasında monte edilir. Bir paratoner, bir metal uç, bir metal levha ve bir iletkenden meydana gelir. Metal olan levhalar toprağa gömülü duruma getirilir. Paratonerlerin en yüksekte bulunan sivri uç kısmı yıldırımı yakalar, yakalanan yıldırım iletken tel üzerinden toprağa doğru yönlendirilip buradan da metal levha aracılığıyla toprağa dağıtma işlemini gerçekleştirir.
Paratoner, elektriksel kutuplar konusunda son derece önemli araştırmalar gerçekleştiren Benjamin Franklin tarafından bulunmuştur. Yaklaşık olarak 10 yıl süren bir çalışmanın ürünü olarak ortaya çıkmıştır.
Paratoner Kaç Metreyi Korur?
Paratonerlerin koruma alanları, korunması istenen tesis için yapılacak ‘yıldırım risk hesabı’ sonucuna göre belirlenmektedir. Yapılan analiz neticesinde, 1. seviye risk teşkil eden bölgelerde yarı çapı 79 metre olan Paratoner koruma alanı, 3. seviye risk teşkil eden bir bölgede 107 metreye kadar çıkabilmektedir.
Paratoner Fiziğin Hangi Alt Dalına Girer?
Yıldırım ve şimşek hava ile yer arasında meydana gelen elektrik boşalması olarak tanımlanır. Bu nedenle paratoner de fiziğin ‘Elektromanyetizma’ alt dalına girer.
Paratoner Fiyatları Ne Kadar?
Paratoner fiyatları, paratonerin çeşidine ve Volt gücüne göre değişkenlik gösterir. Ancak paratoner fiyatları ortalama olarak 250 – 1000 TL arasında değişiklik göstermektedir. Ancak paratonerin yanında kullanılması gereken diğer malzemelerin maliyeti de göz önünde bulundurulmalıdır.
Paratoner Çeşitleri Neler?
- Faraday Kafesi
- Franklin Çubuğu
- Radyoaktif Paratoner
- Aktif Paratonerler
Faraday Kafesi
Kafes biçimde yakalama uçları, çatı iletkenleri, iniş iletkenleri, topraklama bileşenleri ile oluşturulan korunma sistemidir. Bu yöntem genel olarak topraklama yapılırken binaların en yüksek yerlerinden en alçak yerlerine kadar metalik şeritlerle sarılması bu şeritleri kendi içlerinde birbirine temas ettirip yük dağılımını eşit olarak dağıtmasına olanak sağlanmasıdır. Bu metalik şeritlerin en önemli özelliği elektromanyetik dalgalara karşı geçirmezlik oranının büyük olmasıdır. Topraklamada oldukça pahalı olan bu sistem koruma güvenliğini hat safhada sağlar.
Franklin Çubuğu
Sivri uçlu çubuklar toprağa bir iletkenle bağlanır ve daha sonra bu sayede elektron iletimi toprağa geçer. Bu işlemin devam etmesi sivri uçların toprağa iletken ile bağlanması ile devam eder. Bu çubuğu ve benzerlerinin yıldırımı çekme gibi paratoner özellikleri yoktur. En eski yıldırımdan korunma yöntemidir.
Radyoaktif Paratoner
Radyoaktif paratonerin prensibi tıpkı Franklin çubuğunda olduğu gibi alınan yükün istenilen noktalara ya da toprağa verilmesidir. Radyoaktif maddeler alfa, beta, gama gibi ışımalar gerçekleştirir. Radyoaktif paratoner bu özelliği kullanarak, bünyesinde bulundurduğu radyoaktif maddeden yayılan ışımalarla iyonize bir yol oluşturma ve yıldırımın geri dönüş strokuna davetkar bir ön atlama yapma prensibine göre yıldırımdan korumayı hedeflemiştir.
Aktif Paratonerler
Türkiye’de en çok kullanılan yıldırımdan korunma metodudur. Aktif paratoner metodu, yıldırımı yakalanıp, tesisat bileşenleri üzerinden geçirilecek toprakta yıldırımı sönümlendirmeyi hedefler. Yıldırımı yakalamak için yıldırımın geri dönüş strokuna yerden atlama yaparak buluttan gelen bu strok ile birleşir. Böylece aktif paratoner yıldırıma davet göndererek akımın güvenle aktarılacağı bir yol oluşturmuş olur. Aktif Paratonerler, Piezo Elektrik Kristalli Franklin France Aktif Paratoneri ve Elektrostatik Aktif Paratonerler olmak üzere iki farklı şekilde uygulanmaktadır.
YORUMLAR