OG Parafudr Seçimi: Uc, Sınıf ve Montaj Konumunu Sistem Gerilimi ve Koruma Mesafesiyle Belirlemek
Bir OG trafo merkezinde yıldırım kaynaklı arıza araştırırken en sık rastlanan tablo şudur: parafudr sağlam, sayaçta patlama izi yok, ama trafo primer sargısında delinme var. Cihaz “çalışmamış” değildir; sadece koruduğu ekipmandan çok uzağa monte edilmiştir. Orta Gerilim (OG) parafudr (surge arrester) seçimi bu yüzden tek başına bir katalog satırı değil, üç kararın birlikte verilmesidir: sürekli işletme gerilimi Uc, deşarj sınıfı ve montaj konumu. Bu üçü birbirinden bağımsız seçilirse pahalı bir metal oksit gövde alıp koruma menzilinin dışında bırakabilirsiniz.
Bu yazıda parafudrun ne olduğunu tekrar anlatmıyoruz; doğrudan seçim mantığına giriyoruz. Bina dış yıldırım koruması ve yakalama ucu tarafındaki kararlar için paratoner seçimi ve TS EN 62305 karşılaştırmamıza bakabilirsiniz; buradaki konu, o dış darbeler ile şebekeden gelen anahtarlama/yıldırım dalgalarına karşı ekipmanın korunmasıdır.
Uc: Önce topraklama tipini, sonra gerilimi belirleyin
Parafudr seçiminin ilk ve en çok atlanan adımı, cihazın sürekli dayanması gereken gerilimin hat gerilimi değil, arıza anındaki en kötü faz gerilimi olduğunu görmektir. Uc doğrudan sistem anma gerilimine göre değil, nötrün nasıl topraklandığına göre seçilir.
Etkin (direkt) topraklı bir şebekede toprak arıza katsayısı yaklaşık 1,4 civarındadır ve sağlam fazlar arıza sırasında hat gerilimine kadar çıkmaz. Bu durumda:
- Um/√3 = 36/√3 ≈ 20,8 kV faz-toprak gerilimidir.
- Emniyet payı için 1,05 çarpanıyla Uc ≈ 21,8 kV çıkar; kataloglardan 22 kV Uc’li cihaz seçilir.
Direnç veya bobin üzerinden topraklı ya da izole nötrlü şebekelerde ise tek faz toprak arızasında sağlam iki faz hat gerilimine çıkar ve arıza saatlerce sürebilir. Burada Uc’yi hâlâ 22 kV seçmek cihazı sürekli aşırı zorlar; Uc ≥ Um mantığıyla 36 kV sınıfı bir Uc gerekir. Türkiye’de dağıtım şebekelerinin bir kısmı bobinli/dirençli topraklı olduğundan, projeye başlamadan önce işletmeci nötr topraklama bilgisi mutlaka teyit edilmelidir.
Uc’den sonra anma gerilimi Ur genellikle Uc’nin yaklaşık 1,25 katı olarak (etkin topraklı örnekte ~27 kV) belirlenir; asıl geçici aşırı gerilim (TOV) dayanım eğrisi de bu Ur üzerinden okunur.
Sınıf: Deşarj akımı ve enerji sınıfı neyi değiştirir
Metal oksit parafudrlar için sınıf iki büyüklükle tanımlanır: nominal deşarj akımı In (8/20 μs dalga) ve hat deşarj/enerji sınıfı. Kabaca:
| Kullanım yeri | Tipik In | Enerji durumu |
|---|---|---|
| Dağıtım (direk, kısa hat) | 10 kA | Düşük–orta enerji sınıfı |
| Trafo merkezi / istasyon | 20 kA | Yüksek enerji sınıfı |
| Uzun kablolu / kondansatörlü tesis | 20 kA | En yüksek enerji, TOV kritik |
Seçimin özü: In büyüdükçe artık gerilim (Upl) de yükselir. Yani daha güçlü bir cihaz her zaman daha iyi koruma vermez; yüksek In’li bir parafudrun koruma seviyesi, düşük In’liye göre daha yüksek olabilir. Bu yüzden sınıf, konumdan ve koruma mesafesinden bağımsız seçilemez. Kondansatör bataryası, uzun havai hat sonu veya kablo geçişi gibi yüksek enerjili darbelerin beklendiği yerlerde enerji sınıfı öne çıkar; kısa dağıtım kollarında 10 kA yeterlidir.
Koruma mesafesi: Parafudrun neden trafoya yapışması gerekir
İşin en yanlış anlaşılan tarafı budur. Parafudr, üzerine gelen dalganın tepe değerini artık gerilim seviyesi Upl’ye kıvırır; ama ekipman parafudrdan uzaktaysa, iletken üzerinde ilerleyen yansımalı dalga yüzünden ekipman terminalinde görülen gerilim Upl’den daha yüksek olur. Ekipman geriliminin yaklaşık formülü:
Ueq = Upl + 2 · S · L / v
Burada S dalganın dikliği (kV/μs), L parafudr ile ekipman arası mesafe (m), v ise dalga yayılma hızıdır (yaklaşık 300 m/μs). Bu ifade tersine çevrilerek maksimum montaj mesafesi bulunur. Aşağıdaki Koruma mesafesi hesabı: 36 kV trafo örneği bölümünde bu adımları sayısal olarak yürütüyoruz.
Örnekteki mantık şudur: 36 kV sınıfı bir trafonun yıldırım darbe dayanımı (BIL) 170 kV, seçilen parafudrun artık gerilimi Upl = 125 kV olsun. Yalıtım koordinasyonunda en az %20’lik koruma marjı istenir, yani Ueq ≤ 170/1,2 = 141,7 kV olmalıdır. Buradan dalga katkısına kalan pay 141,7 − 125 = 16,7 kV‘tur. Dik cepheli bir dalga için S = 1000 kV/μs alınırsa maksimum mesafe:
L = 16,7 × 300 / (2 × 1000) ≈ 2,5 m
Sonuç net: parafudr ile trafo primer buşingi arasındaki iletken birkaç metreyi geçmemelidir. Uygulamada bu mesafe genellikle parafudru doğrudan trafo klemensine, mümkün olan en kısa ve en düz iletkenle bağlamayı zorunlu kılar. Kablonun her fazla kıvrımı ve uzunluğu, hem endüktansı hem de görünür mesafeyi artırarak koruma marjını yer.
Konum: Tek parafudr her yeri korumaz
Bir trafo merkezinde parafudru nereye koyacağınız, hangi ekipmanı koruduğunuza bağlıdır. Üç tipik konum ve rolü aşağıda OG tesiste parafudr montaj konumları şemasında karşılaştırılmıştır. Özetle:
- Trafo primer terminali asıl koruma noktasıdır; koruma mesafesi kısa olduğu için parafudr buraya en yakın konur.
- Hava hattı–kablo geçişi, havai hattan gelen dalganın kabloya girmeden söndürüldüğü yerdir; direk başında bu koruma genellikle zorunludur.
- Uzun bara / hücre girişi, tek parafudrun mesafe nedeniyle yetmediği durumlarda ek koruma sağlar.
Hücre içi yerleşim ve giriş fideri düzeni için OG hücre seçimi karşılaştırmamız ile hücrelerin genel yapısını anlatan OG hücre nedir yazımız pratik referanstır.
Standartlar pratikte ne söylüyor
OG parafudr seçiminde iki standart doğrudan işinize yarar:
- IEC 60099-4 (metal oksit parafudrlar): Uc, Ur, In, hat deşarj/enerji sınıfı ve artık gerilim tanımlarını bu standart verir. Katalogda gördüğünüz Upl değeri bu standarda göre belirli dalga şekilleri altında ölçülmüştür; farklı üreticinin “20 kA” cihazlarını karşılaştırırken aynı standart maddesine göre okunmuş Upl’leri kıyaslamak gerekir, yoksa elmayla armut karşılaştırırsınız.
- IEC 60071-2 (yalıtım koordinasyonu): Yukarıdaki koruma marjı ve mesafe hesabının dayandığı standarttır. Ekipman BIL’i ile parafudr Upl’si arasındaki payın neden en az %20 olması gerektiği, dalganın ilerlerken nasıl yükseldiği bu standartta ele alınır. Pratik çıkarımı, hesabı yukarıda yaptığımız “parafudru olabildiğince yakına koy” kuralıdır.
Bu iki standardı birlikte kullanmadan yapılan seçim, kâğıt üzerinde “36 kV parafudr taktık” demekten öteye gitmez.
Saha pratiği ve sık yapılan hatalar
- Uzun topraklama iletkeni: Parafudrun toprak ucu uzun ve kıvrımlı bağlanırsa, deşarj anında bu iletkenin endüktansı üzerinde ek gerilim düşer ve ekipmanda görülen gerilim yükselir. Topraklama bağlantısı da faz bağlantısı kadar kısa tutulmalıdır.
- Yanlış Uc ile ısıl kaçış: İzole/bobinli şebekede etkin topraklıymış gibi düşük Uc seçmek, sürekli aşırı gerilim altında cihazı ısıtır ve zamanla ısıl kaçışla (thermal runaway) patlamaya götürür. Arıza sonrası patlamış parafudr çoğu zaman “kalitesiz cihaz” değil, yanlış Uc seçiminin sonucudur.
- Konum ile sınıfı ayrı seçmek: Yüksek In’li cihazı, artık geriliminin yüksek olduğunu görmeden trafodan uzağa koymak koruma marjını iki kere zayıflatır.
- Kopmuş bağlantı ayırıcısı: Ömrünü tamamlamış parafudru şebekeden ayıran gövde altı ayırma tertibatının patlaması, cihazın devre dışı kaldığını gösterir; görsel kontrolde bu ayrılma ve gövde çatlağı düzenli izlenmelidir.
Özet karar sırası
Seçimi şu sırayla yapmak en az hatayı üretir: önce nötr topraklama tipinden Uc, ardından beklenen enerjiye göre In ve enerji sınıfı, sonra ekipman BIL’i ve Upl ile koruma mesafesi, en sonda da bu mesafeyi tutturan montaj konumu. Bu sıra bozulursa, doğru cihaz yanlış yere monte edilir.
Trafo merkeziniz için Uc, sınıf ve konum seçimini proje verinize göre birlikte doğrulamak isterseniz parafudr seçimi konusunda bize yazın.
📩 og parafudr ihtiyaçlarınız için bize ulaşabilirsiniz.
📧 Teklif ve talepleriniz için: info@electricistanbul.com
🌐 WhatsApp: +90 537 398 12 15
Bir yanıt yazın