Prafudurlar

PARAFUDURLAR

3.1. İletim ve Dağıtım Hatlarında Oluşan Yüksek Gerilim Nedenleri

YG tesislerinde ve havai hatlarda meydana gelen arızaların pek çok nedeni vardır. Bunların başında da aşırı gerilimler gelir. Aşırı gerilimler, iç ve dış aşırı gerilimler olmak üzere ikiye ayrılır.

Devre açma ve kapamada toprak ve faz kısa devrelerinde ve rezonans olaylarında meydana gelen aşırı gerilimlere iç aşırı gerilimler, atmosferik etkilerden dolayı meydana gelen aşırı gerilimlere de dış aşırı gerilimler denir.

3.1.1. İç Aşırı Gerilimler

• Alternatör yükünün kalkması
• Kapasitif devrenin açılması
• Toprak teması veya kısa devre arızaları

3.1.2. Dış Aşırı Gerilimler

• Yüksek gerilimli hattın koparak altındaki düşük gerilimli hatla teması
• Yıldırımın faz hattına düşmesi
• Yıldırımın direğe düşmesi
• Yıldırımın koruma hattına düşmesi
• Etkiyle elektriklenmeyle oluşan aşırı gerilimler

3.2. Parafudurlar

3.2.1. Koruma Görevleri

Yüksek gerilim tesislerinde hat arızaları, yıldırım düşmeleri ve kesici açması gibi manevralar sonucu meydana gelen aşırı ve zararlı çok yüksek gerilim şoklarını önleyen koruma elemanlarına parafudur denir. Parafudurların ayrıca iletim hatlarında meydana gelen yürüyen dalgaların tahrip etkisini önleme, emniyet süpabı gibi çalışma, aşırı gerilim dalgalarını toprağa aktarma gibi görevleri vardır.

3.2.2. Yapısı

Parafudurlar yüksek gerilim iletkeni ile toprak arasına bağlanır. Yapısı, bir direnç ile buna seri bağlı bir ark söndürme eklatöründen meydana gelmiştir.

3.2.3. Yapılışlarına Göre Parafudur Çeşitleri

Yapılarına göre parafudurlar;

• Değişken dirençli,
• Metal oksit,
• Borulu,
• Deşarj tüplü olmak üzere 4 çeşittir.

Şimdi bunları sırayla açıklayalım;

3.2.3.1. Değişken Dirençli Parafudurlar

Parafudurun izolasyon seviyesini aşan bir gerilimde, değişken direncin değeri düşer ve aynı zamanda atlama aralıkları arasındaki izolasyon delinerek ark başlar.

Deşarj anında aşırı gerilim değeri azaldıkça değişken direncin değeri yükselir ve akımı sınırlar. Bu nedenle birkaç mikro saniye sonunda seri atlama aralıkları arasındaki ark sönerek deşarj işlemi tamamlanmış olur.

3.2.3.2. Metal Oksit Parafudurlar

Metal oksit parafudurlarda aktif eleman olarak değişken direnç yerine yarı iletken malzeme olan çinko oksit (ZnO) bloklar kullanılır. Bu tipte seri eklatör yoktur. Dolayısıyla değişken dirençlilere göre daha basit ve güvenli çalışırlar.

Metal oksit parafudurların ana elemanı olan metal oksit direnç elemanları, başta çinko oksit olmak üzere (ZnO) bizmut oksit (Bi2O3), mangan oksit (MnO2) ve antimon oksit (Sb2O3) malzemelerinden oluşur.

3.2.3.3. Borulu Parafudurlar

Aşırı gerilimleri bir ark üzerinden dirençsiz bir bağlantı yardımı ile topraklayarak sınırlayan parafudurlardır. Deşarj akımı boru içinde meydana gelen basınçlı gaz ile kesilir.

3.2.3.4. Deşarj Tüplü Parafudurlar

Aşırı gerilimleri bir ark üzerinden dirençsiz bir bağlantı yardımı ile topraklayarak sınırlayan parafudurlardır. Fakat bunlarda boru yerine özel bir deşarj tüpü kullanılır. Deşarj akımının kesilmesi aynı zamanda şebeke gerilimine de bağlıdır.

3.2.4. Kullanma Gerilimlerine Göre Parafudur Çeşitleri

Parafudurlardan uzun süre faydalanabilmek için kullanıldığı devrenin özelliklerine göre seçilmelidir. Bu konuda daha çok parafudur nominal akım ve gerilim değerlerinin bilinmesi gerekir. Bir parafudurun anma gerilimi, parafudur etiketinde yazılı olan ve bunun hat ucu ile toprak ucu arasında bulunmasına müsaade edilen en yüksek alternatif gerilimin etkin değeridir.

Kullanılan gerilime göre parafudurlar 3’e ayrılır.

3.2.4.1. Faz Parafudurları

Faz iletkeni ile toprak arasına bağlanan parafudurlardır.

3.2.4.2. Yıldız Noktası Parafudurları

Trafoların yıldız noktası ile toprak arasına bağlanan parafudurlardır.

3.2.4.3. Özel Amaçlı Parafudurlar

Özel hallerde ve özel yerlerde kullanılan parafudurlardır.

3.3. Parafudur Montaj(Kullanım) Yerleri

3.3.1. Şalt Sahalarında

Üretilen elektrik enerjisinin toplandığı ve dağıtımının yapıldığı elektrik tesislerine şalt sahaları denir. Şalt sahalarında devre açma ve kapama işlemlerinde ayırıcılar ile birlikte kullanılırlar.

3.3.2. Hat ve Trafo Direklerinde

Enerji dağıtımının yapıldığı hatlarda ve direk tipi trafo postalarında koruma amacıyla parafudurlar kullanılır.

3.3.3. Trafo Merkezlerinde

Enerji iletimi ve dağıtımında değişik tiplerde trafo merkezleri tesis edilmektedir. Bu trafo merkezlerinde aşırı gerilimlere karşı koruma amaçlı olarak ayırıcı ile birlikte parafudur da kullanılır.

3.3.4. Hava Hattı Devamı Kablo İki Ucunda

Enerji nakil havai iletkenlerinin iki ucunda aşırı gerilimlere karşı koruma amacıyla parafudur kullanılır.

3.3.5. Panolarda (AG Parafudur)

OG tesislerindeki dağıtım panolarında da aşırı gerilimlere karşı koruma amacıyla parafudur kullanılır.

3.4. Kuvvetli Akım Tesisleri Yönetmeliği

b) Elektrik tesislerinde aşırı gerilimlere ilişkin tanımlar:

1)Aşırı gerilim: Genellikle kısa süreli olarak iletkenler arasında ya da iletkenlerle toprak arasında oluşan, işletme geriliminin izin verilen en büyük sürekli değerini aşan, fakat işletme frekansında olmayan bir gerilimdir.

2)İç aşırı gerilim: Toprak temasları, kısa devreler gibi istenilen ya da istenilmeyen bağlama olayları ya da rezonans etkileriyle oluşan bir aşırı gerilimdir.

3)Dış aşırı gerilim: Yıldırımlı havaların etkisiyle oluşan bir aşırı gerilimdir.

4)Başka şebekelerin etkisi ile oluşan aşırı gerilim: Başka şebekelerin, sözü edilen şebekeye etkisi sonucunda oluşan gerilimdir.

1. 2)Bağlama olayları sonucunda oluşacak aşırı gerilimlere karşı alınacak önlemler:

i) Bu konuda bağlama tekniği ile ilgili olarak aşağıdaki önlemler alınabilir:

-Boşta çalışan transformatörlerin devrelerinin aynı anda iki taraftan kesilmesi önlenmelidir.

-Transformatörler ile reaktans bobinlerinde olduğu gibi seri bağlı endüktif dirençler, kısa devre durumu dışında hep birlikte devre dışı edilmemeli, ayrı ayrı devreden çıkarılmalıdır.

ii) Bağlama olayları sonucunda oluşacak aşırı gerilimleri küçültmek için en uygun önlem, transformatörlerin yıldız noktalarını dirençsiz olarak ya da küçük omik dirençler üzerinden topraklamaktır.

iii) Yeraltı kablolu şebekelerde, uygulanabildiğinde iç aşırı gerilimlere karşı parafudr veya arktan dolayı zarar oluşmayacak yerlerde eklatör kullanılması tavsiye edilir.

2) Hava koşullarının etkisiyle oluşan dış aşırı gerilimlerde:

2. 1) Aşırı gerilimlerin oluşmasını önleyen ya da bunları sınırlayan yapımsal önlemler:

i) Hatlar ve transformatör merkezleri için yer seçiminde hava koşulları iyi olan ve yıldırım tehlikesi az olan yerler seçilmelidir. Hatlar, geçecekleri yerin doğal koruyucu özelliklerinden yararlanabilmek için olabildiğince yamaç ve vadi gibi yerlerden geçirilmelidir.

ii) Hava hatlarının iletkenleri, gerekli durumlarda üzerlerindeki yeter sayıdaki toprak iletkenleri ile korunmalı ve işletme akım devresindeki elemanlara yıldırım düşmesini önlemek için gerekli önlemler alınmalıdır. Yıldırım yoğunluğunun fazla olduğu yerler hariç 36 kV’a kadar olan hava hatlarında toprak iletkeni kullanılmayabilir.

2. 2) Elektrik tesis ve aygıtlarını yıldırım etkisinden korumak için parafudr, eklatör (atlama aralığı) gibi koruyucu aygıtlar kullanılmalıdır. Özellikle 400 kVA’ya kadar olan tesislerde eklatör kullanılması tavsiye edilir.