Parafudr Nasıl Çalışır? Yapısı ve Özellikleri ile Teknik Analiz

Bu makalemizde en çok kullanılan koruma elemanlarından biri olan parafudrları tanıyacağız. “Parafudr nasıl çalışır?” sorusunun cevabını detayları ile vereceğiz.

Parafudr, elektrik tesisatlarını yıldırımdan veya tesisat içinde oluşan ani darbe gerilimlerinden koruyan koruma cihazlarıdır. Elektrik tesisatı koruma sisteminin bir bileşeni olan parafudr koruması gereken yüklerin güç devresine paralel olarak bağlanır. Güç sisteminin her seviyesinde kullanılabilir.

Parafudrun görevi devrenin ani gerilimlerden çok hızlı bir şekilde korunmasını sağlamaktır.

Gerilim koruması, hem güç hem de sinyal hatlarında kesinti sürelerini önlemek, sistem ve veri güvenilirliğini iyileştirmek ve ekipman hasarını ortadan kaldırmak için uygun maliyetli bir çözümdür. Parafudrdan tam bir verim alabilmek için bağlantı kabloları mümkün olduğunca kısa tutulmalıdır. Bu bağlantı kablolarındaki ek gerilim düşüşlerini en aza indirmek için gereklidir.

Parafudrlar devreye paralel bağlanırlar ve normalde pasif durumdadırlar. Bu ürünlerin yapısında bulunan kimyasallar darbe gerilimi geldiğinde birbirine tutunarak çok hızlı bir geçirgenlik sağlar ve darbe gerilimini süzer, toprağa iletir.

Gelen darbe gerilimleri yıldırımlar veya tesisat/şebeke içi aksaklıklardan yaşanan pikler olabilir. Darbe gerilimleri önlenemez ise de ekipmanlarda yanmalar, hatalar, arızalar, veri kayıpları ve sistem resetlemeleri yaşanabilir.

Özellikle yıldırımlar dolayısıyla oluşan ani gerilimler çok büyük seviyelerde ve mikro saniyeler mertebesinde olur. Binada paratoner olsa bile yıldırımın oluşturduğu yüksek pikler yüklere zarar verebilir. Paratonerin olduğu bir binaya parafudr konmasına gerek yoktur gibi bir algı yanlıştır. 

Darbe gerilimi milisaniyeler, mikro saniyeler mertebesinde çok yüksek değerlere ulaştığından parafudr bu etkiye çok hızlı bir şekilde cevap vermelidir. Kontak yapısına sahip hiçbir cihaz bu etkiye bu kadar kısa sürelerde yanıt verip kontaklarını kapayamaz. Ürünün yapısında bulunan çinko oksit elemanlar ve varistör & spark gap teknolojisi adeta bir kimyasal açma yapar ve akımı çok hızlı bir şekilde toprağa iletir.

Parafudr Nasıl Çalışır?

Parafudr normal çalışmada, yani herhangi bir darbe yokken, açık devre gibi davranır ve aktif devre elemanları ile toprak arasındaki izolasyonu sağlar. Bir gerilim darbesi oluştuğunda nanosaniyeler mertebesinde empedansını artırır, kapalı devre gibi davranır ve darbe akımını toprağa iletir.

Darbe bittiğinde ise ilk empedansına geri döner ve tekrar açık devre gibi davranır.

Her ne kadar farklı tanımlamaları olsa da parafudr tipleri temelde üçe ayrılır: Tip1, Tip2 ve Tip3. Bu tanımlamalar Sınıf B, Sınıf C, Sınıf D olarak da geçebilmektedir.

Tip 1 parafudr sayaç öncesi kullanıma uygundur. Ana dağıtım panolarının girişlerine konumlandırılabilir. Koruma kapasitesi yüksektir. (10/350us)

Tip 2 parafudr tali dağıtım panolarına konumlandırılabilir. (8/20us)

Tip 3 parafudr cihazlara ve özellikle hassas ekipmanlara yakın konumlandırılır. (8/20us)

Yukarıda belirttiğimiz 10/350us ve 8/20us kavramlarını biraz daha açalım:

Onlarca yıl süren yıldırım ölçümlerine ve araştırmalar sonucu iki farklı dalga boyu ve bu dalga boyunun oluşturduğu iki farklı etki standartlara geçmiştir.

10/350 μs dalga boyu bir direkt yıldırım darbesini tarif eder. Akım çok kısa bir saniye boyunca çok büyük değerlere ulaşır. 10 değeri akım yükselme yaparken %10 değerinden %90 değerine kadar geçen mikrosaniye cinsinden zamanı belirtir. 350’de iniş anındaki %50’ye ulaştığında geçen toplam zamandır.

8/20 μs dalga boyu bir endirekt yıldırım darbesini tarif eder. Endirektten kasıt yıldırım dolayısıyla oluşmuş parazit etkilerdir. 8 değeri akım yükselme yaparken %10 değerinden %90 değerine kadar geçen mikrosaniye cinsinden zamanı belirtir. 20’de iniş anındaki %50’ye ulaştığında geçen toplam zamandır.

O yüzden ana panoların daha fazla bir darbe gerilimine maruz kalabileceği düşünülerek Tip 1, tali dağıtım panolarına ve hassas ekipmanların yıldırımın parazitik etiklerine maruz kalacağı düşünülerek Tip 2 parafudrlar korunması tavsiye edilir.

Yukarıdaki görselden de anlaşılabileceği gibi binanın tüm bölgelerindeki panolara parafdur yerleştirmek en doğru korumayı sağlayacaktır. Bunun sebebi kabaca şudur:

Eğer yıldırım gibi çok güçlü bir gerilime maruz kaldığında (örneğin yıldırım direkt bina üzerine düştüğünde) ana panodaki Tip1 parafudr bu etkiyi tam anlamıyla süzmeyebilir. Bu yüzden arta kalan etkiyi topraklaması için Tip 2 ve Tip 3 parafudrlara da ihtiyacınız olabilir. Yıldırım direkt olarak bina üzerine değil de binanın çok yakınına ya da bina etrafındaki enerji hattına düşseydi belki Tip 1 ürün yeterli olabilirdi. Ama bu durumu hiçbir zaman bilemeyiz.

Aşağıdaki görselde bu durum çok güzel anlatılmış. Musluğu bir parafudr olarak düşünürsek musluk tıpaları normal su basıncında sızdırma yapmayacaktır. Ancak basınçtaki ani bir değişiklik musluğun su kaçırmasına neden olacaktır. İşte buraya da bir bardak koyarsak sızıntıyı biraz daha önlemiş oluruz. (Musluk tıpları Tip 1, bardak ise Tip 2 Parafudrdur)

Parafudrlar yekpare olabildiği gibi röleler gibi bir soket üzerine oturtulan modelleri de vardır. Bu modeller ömrünün sonuna geldiğinde soket kısmı değiştirilmeden sadece kartuşu değiştirilerek kullanım kolaylığı sağlarlar.

Parafudr ömrü zamanla tükenen bir cihazdır. Üzerine aşırı gerilim geldiğinde her seferinde ömrü kısalır. Bu yüzden durum göstergeli modeller veya ömrünün bittiğini kontak çıkışı ile bildiren modeller tercih edilebilir. Özellikle uzak sahalarda bu özellik avantaj sağlayacaktır.