Paratoner Nedir? Ne için Kullanılır?
Bodrumda Zeybek Elektrik olarak siz müşterilerimize hizmet vermekteyiz
Hepimiz paratonerlerin ne işe yaradığını kabataslak biliyoruz. Sonbaharın vazgeçilmezi yıldırımlardan paratonerler sayesinde korunuyoruz. Hiç merak ettiniz mi paratoner nedir ? Peki nedir paratonerlerin çalışma prensibi?
Paratoner (yıldırımsavar) genel olarak havadaki elektrik yükünü toprağa aktarmayı amaçlayan alettir. Bu elektrik yükünün oluşmasındaki ilk etken bulut hareketleridir. Bulutların elektriklenmesinde sürtme,çarpışma ve kendi aralarında elektron boşalması etkin rol oynar.Bunun sonucunda oluşan şekle şimşek,bulutların paralel bir şekilde elektron alışverişi yapmasıyla oluşan şekle ise yıldırım denir.
1752 yılında uçurtma deneyiyle paratoneri icat eden Benjamin Franklin, hayat kurtaran bu cismi yüksek ve sivri yerlere(cami,gökdelen vs.) koymuştur. Günümüzde de bu çalışma prensibi aynı şekilde devam etmektedir.
Paratonerler genel olarak bakır şerit tarafından sarılan metalin binanın yanından geçen yerdeki metalle birleşip yüklerini transfer etmesiyle işe yarar. Herkesin bildiği mantığın aksine amacı yıldırımı düşmeden engellemektir. Yağmur bulularının eksi yükleri , paratonerde bulunan (-) yükleri iterek (+) yüklerin paratonerin ucunda toplanmasını sağlar. İtilen (-) yükler metal kablolar aracılığıyla toprağa gönderilir. Böylece sadece (+) yükler kalan paratoner,sahip olduğu (+) yükleri oluşan enerjiyle yukarı doğru fırlatarak (-) yüke sahip olan yağmur bulutlarını nötrler.
Bizi yüksek gerilimlerden koruyan paratonerler pozitif veya negatif olmasına,şimşeğin buluttan veya yerden kopmasına göre dörde ayrılır:
1) Pozitif inişli
2)Pozitif çıkışlı
3)Negatif inişli
4)Negatif çıkışlı
Yıldırım darbelerinin %90 ‘ı negatif inişlidir.Bulut potansiyeli belli bir değere gediğinde (10kv/cm) yere bir elektron demeti fırlatır.Bu bir nevi deşarjdır. Bu ilk deşarja pilot veya ön deşarj da denir. İlk deşarjın hızı 30-50m’lik mesafeyi 50.000 km/sn gibi bir hızla kat eder. 100 µs(mikro saniye) aradan sonra 2.deşarj gerçekleşir ve yaklaşık 50 m uzaklığa erişir. Bundan art arda gerçekleşen deşarjlarla pozitif yüklü demetin boyu 150 m yi bulabilir.
Paratoner Çeşitleri
Binaların yıldırımdan korunması bir çok paratonerle mümkündür.
Faraday Kafesi
Franklin 1760 yılında paratoner ucu sivri demir çubuktan yapıştı fakat yıllar geçtikte demir yerine platin kullanılmaya başlandı. Yıldırımdan korunulması için 1884’te Belçikalı fizikçi Melsens tarafından Faraday kafesi bulunmuştur. 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
Korunması gereken yere tesisat sırasında yerleştirilen çubuk,indirme iletkeniyle birlikte kullanılır.
Bu sistem genellikle daha küçük çaplı yerlerde kullanılır(deniz feneri,bacalar).
Buyrun gelin şimdide insanlığımız adına tehlikeli olan bir paratoner çeşidini irdeleyelim.
Radyoaktif Paratonerler
M. Davzere ve Sazillar adlı bilim adamlarının çalışmalarından faydalanarak geliştirilen radyoaktif paratonerler, paratonerlerin yapımında kullanılan çubuğu radyumla çevreleyerek emniyetli bir paratoner icat etmişlerdir. Geliştirme safhasında hızlandırıcı sistem eklenerek paratonerin verimi arttırılmıştır. Böylece az miktar radyumla, bol miktarda iyonizasyon sağlandı. Radyoaktif paratonerin prensibi tıpkı Franklin çubuğunda olduğu gibi alınan yükün istenilen noktalara ya da toprağa verilmesidir. Bu prensipteki benzerlik çalışma prensibine gelince ortadan kalkar. Bunun nedeni iyon yapımında saklıdır. Franklin paratonerine göre daha fazla iyon yapan radyoaktif paratonerlerin yaydığı iyon miktarı bir miligram(mg) radyumunda saniyede 2,8*1013 çift iyon yaydığı söylenir.Böylece milyon değerindeki katsayı ile çoğaltıldığı için bulut yükünün azaltılmasında etkin rol oynar. Bu iyonlar hızlandırıcıyla ortak çalışması sonucunda daha yüksek hızlara eriştirilir.
İlk olarak ülkemizde 1970 lerin sonlarında kullanılmaya başlanan bu paratoner çeşidi çıkışının ilk yıllarında insanlar için epey zararlı bir element olan radyum elementi kaynaklı üretiliyordu. Parçaları üretilen ve montajı yapılan 1980 yılı ve öncesi Preventor ,Helita ve Parasphere marka paratonerler Ra-226 radyoaktif madde kaynakları ile üretilmiş oldukları düşünülmektedir. Radyasyonun insan vücuduna olan negatif etkilerinden dolayı Türkiye Atom Enerjisi Kurumu(TAEK) bazı zararlı maddeleri (Ra-226, Am-241) 04.01.2000 tarih ve 10700-0005 sayılı genelge ile ithalatına 31.03.2000 tarihinden itibaren izin verilmeyeceğini ve bu yasaklamanın süreye tabi tutulmadan devam edeceğini bildirmiştir. Daha önce kurulan radyoaktif paratonerlerin kaldırılması ve değişiminin belirli firmalar tarafından yapılacağını ve bu firmaların www.taek.gov.tr adresinden yayınlanacağı bildirilmiştir.
Paratonerler, yukarıda özetlediğimiz gibi hayatımızı güvenlik altına alan aletlerdir. Mühendisliğin vazgeçilmezi olan paratonerler, yıldırımı çekip toprağa güvenli bir şekilde ileten araçlardır.
