Anasayfa / PARATONER NEDİR?
PARATONER SİSTEMİ
ŞİMŞEK VE YILDIRIM
Şimşek elektrik yüklü bir bulut ile diğer bir bulut arasındaki elektrik boşalmasıdır. Önceden tahmin edilmesi oldukça zordur. Yıldırım ise; bulut ile yeryüzü arasındaki elektrik boşalmaları olarak tanımlanmaktadır. Genellikle şiddetli yağmurlar yağdığında görülmektedir. Yıldırım, bulut ile yer arasında oluşan, en tehlikeli şimşek türü olarak da nitelendirilmektedir.
Yıldırımın oluşması için bulut ile yer arasında farklı elektrik yüklerinin olması gerekmektedir. Bu aradaki potansiyel farkla buluttan yeryüzüne veya yeryüzünden buluta doğru bir elektrik boşalması gerçekleşmektedir. Genellikle bulutun yere yakın olan bölümleri negatif, yer ise pozitif yüklü elektriğe sahiptir. Bulutla yer arasındaki potansiyel fark belli bir değere ulaştığında, hava iletken olmamasına rağmen hava içerisinde iletken bir kanal oluşmaktadır. Bu kanal aynı zamanda birçok kol oluşturarak elektik boşalması yani yıldırım meydana getirmektedir. Gözle görülebilecek kadar ışık yayan bu elektriksel olay yeryüzü ve bulut arasındaki potansiyel farkı sıfırlayana kadar 10-12 kez tekrarlanabilmektedir.
Bulut ve yer arasındaki elektrik potansiyeli farkı 10 ila 100 milyon volttur ve yıldırımın dönüş darbesinin akımı yaklaşık 30.000 ampere, sıcaklığı 30.000 °C'ye ulaşmaktadır. Yıldırımın oluşması çok hızlı bir şekilde gerçekleşmektedir. Öncül darbe buluttan yere yaklaşık 30 milisaniyede ulaşmaktadır ve yerden bulutun merkezine yaklaşık 100 milisaniyede dönmektedir. Bu etkiler ise yıldırımın düştüğü yerde yangına, yangın ile birlikte de can ve mal kaybına sebep olmaktadır.
PARATONER TARİHÇESİ:
Elektrik yüklerinin artı ve eksi olarak belirlenip adlandırılmasını sağlayan Benjamin Franklin'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.
Leiden şişesiyle ilgili deneyleri de sürdüren 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, yıldırıma karşı bir korunma aracı olarak kullanılan ve toprağa bağlı bir metal çubuktan ibaret olan paratonerin gerçek mucidi Franklin'dir.
PARATONER NEDİR?
Paratoner sistemi, yıldırımın olumsuz etkilerine karşı alınabilecek en önemli yöntemdir. Paratoner veya yıldırımsavar, havadaki elektrik yükünü toprağa aktarmayı amaçlayan bir araçtır. Toprağa bağlanmış bakır çubuk sayesinde yıldırım etkisiz hale getirilmektedir.
Yıldırımdan korunmak için 4 çeşit paratoner vardır. Bunlar:
FARADAY KAFESİ:
Faraday kafesi, elektriksel iletken metal ile kaplanmış veya iletkenler ile ağ biçiminde örülmüş içteki hacmi dışardaki elektrik alanlardan koruyan bir muhafazadır. 1836 yılında İngiliz Fizikçi Michael Faraday'ın buluşu olduğu için "Faraday Kafesi" diye adlandırılmaktadır. İçindeki nesneleri dış elektrik alanlara karşı korumaktadır. Kafes şeklinde olan bu sistem bir miktar elektrik alanı içeriye geçirebilmektedir, fakat aralıklar yeterince küçükse bu bir sorun oluşturmamaktadır. Öte yandan geometrinin küre olması şart değildir. Kapalı herhangi bir yüzey, kafes görevini yerine getirebilmektedir.
FRANKLİN ÇUBUĞU:
En eski yıldırımdan korunma yöntemidir. Sivri uçlu çubuklar toprağa bir iletkenle bağlanmaktadır ve daha sonra bu sayede elektron iletiminin toprağa geçişi sağlanmaktadır. Benjamin Franklin bu çubuğu bulduktan sonraki ilk denemesinde yıldırımdan korunma yöntemini ortaya çıkarmıştır. Ve daha sonra gelişen paratoner sistemleri bu fikir sayesinde ortaya çıkmaktadır.
RADYOAKTİF PARATONER:
Radyoaktif paratonerler, franklin çubuğunun çalışma prensibine benzemektedir. Farkları radyoaktif paratonerlerde yakalama ucu olarak radyoaktif malzemeden yapılan paratoner ünitesi kullanılmaktadır.
Radyoaktif paratoner fırtınalı havalarda bulutlarda biriken elektrik yüklerinin insanlara, işletme tesislerine zarar vermeden olabilecek yüksek gerilimleri meydana getiren iyonize kanallarla toprağa aktarmaktadır.
Sivri bir ucun yaydığı iyonlara ek olarak radyoaktif maddenin meydana getirdiği yüksek iyonlar yardımıyla iyonize kanallar meydana getirmektedir. Yakalama ucunun toz gibi yabancı maddeleri üzerinde bulundurmaması ve paratonerin alt kısımlarına iyon yaymaması istenmektedir.
Ra-226 radyoaktif kaynaklı paratonerlerin kullanımı tüm dünyada yasaklanmış olup, Am-241 radyoaktif kaynaklı paratonerlerin Avrupa Birliği ülkeleri tarafından kullanılmadığı bilinmektedir.
Türkiye Atom Enerji Kurumunun yayımladığı 04.01.2000 tarih ve 10700-0005 sayılı genelge ile paratoner üretimi için kullanılan radyoaktif kaynakların ithalatına 30.03.2000 tarihinden itibaren izin verilmemektedir. Bu yasaklama süresizdir.
AKTİF PARATONER:
Radyoaktif paratonerlerin yasaklanmasıyla alternatif olarak geliştirilen aktif paratonerler günümüzde oldukça fazla kullanılmaktadır. İki çeşit aktif paratoner vardır :
Doğal maden olan piezoelektrik kristali basınca uğradığında yüksek gerilim üretmektedir. Bu basınç sonucunda paratoner üzerinde arklar meydana gelmektedir. Ark etkisiyle hava iyonizasyona uğramaktadır. Böylece yıldırım paratoner üzerinden toprağa akar ve yıldırımdan korunma sağlanmış olmaktadır.
Elektrostatik aktif paratoner, koruma alanı oluşturarak yıldırımdan korunmayı sağlamaktadır. Havanın o anki yüklerine göre elektrik alan şiddetini arttırarak çalışan elektrostatik aktif paratoner bu sayede pozitif ya da negatif yıldırım çeşitlerine göre koruma sağlamaktadır. Yıldırım yeryüzü ile birleşmeden önce yakalayarak deşarjı güvenli bir biçimde toprağa aktarmaktadır.
RUMEYSA CEYLAN
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSİ
11.04.2021
KAYNAKÇA:
https://tr.wikipedia.org/wiki/%C5%9Eim%C5%9Fek_ve_y%C4%B1ld%C4%B1r%C4%B1m
