Statik Elektrik, Yıldırımdan Korunma ve Topraklama

Statik Elektrik

Elektronlarını kaybeden malzeme pozitif ve elektronları kazanmış olan malzeme negatif yüklenmiş olur. Bu olay için teknik terim, tribo- elektrifikasyondur (tribo -electrictrification) ve genellikle statik elektrik olarak bilinir. Yürüdüğümüzde, ayakkabı tabanımızla zemin arasındaki sürtünme statik bir yük oluşturur. Bir kişiye veya nesneye dokunulduğu zaman yükler, o kişiye ve nesneye atlar veya deşarj olur. Yüklerin bu hareketine, elektrostatik boşalma denir.

Herhangi bir cisim üzerinde birikebilecek elektrostatik yük miktarı, cismin yükü depolama kapasitesine bağlıdır.

Elektrostatik Deşarj ve Korunma

Elektrostatik deşarj, bir cisimde büyük miktarda yük birikimi ve hasara neden olma olasılığı olan ve başka bir cisme hızlı, kontrol edilemeyen bir deşarj türüdür. Standart elektrostatik deşarj önleme işlemlerinin öğeleri aşağıda verilmiştir:

İş istasyonları, iletken masa tablalarına sahip olmalı ve uygun şekilde topraklanmalıdır

İletken/antistatik zeminler ve uygun yer paspasları kullanılmalıdır.

Bağıl nem %45 ila %60 arasında tutulmalıdır.

Statik yükü, nötralize etmek için uygun olan yerlerde iyonlaşma cihazları kullanılmalıdır.

Yarı iletken cihazların yakınındayken yüksek dielektrik malzemelerden kaçınılmalı veya uygun önlemler alınmalıdır.

Yıldırımdan Korunma

Yıldırım Nedir?

Yıldırım, fırtınalı hava olaylarında meydana gelen ani bir elektrostatik boşalmadır. Bu boşalma, bir bulutun elektrik yüklü bölgeleri, iki bulut arasında veya bir bulut ve yer arasında meydana gelir.

Bulutun elektrik yükünün bulut içindeki bir yağmur bölgesinden geçerken su damlacıklarını parçalayan dolu nedeniyle oluştuğuna inanılmaktadır. Her zamanki görünür yıldırım çarpması; bir buluttan toprağa, bir binaya veya bir ağaca olan deşarjdır. Bu deşarj, en yıkıcı formdur ve aşağıda daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır.

Yıldırımın Gelişimi ve Özellikleri

Bulut tabanında çok yüksek bir alan gücünün oluşmasıyla ilk aşama meydana gelir. Bu yoğun potansiyel gradyan, bulutun altındaki havanın iyonize olmasını sağlar ve bunun sonucunda bir korona bölgesi oluşur. Bu bölge, birkaç metre çapında bir kıvılcımla aşağı doğru delinir.

Bulut içinde aşağı doğru inen öncü yükler, kalan hava boşluğunu delecek kadar az bir mesafeye yaklaşınca, yakında bulunan ağaç ve bina benzeri cisimlerden ters polariteli yükler, inen yük cephesine doğru yukarı yönlü çekilirler. Böylece, buluttan yere doğru iletken bir yol tamamlanır ve ana veya geri dönüş vuruşu gerçekleşir.

Yıldırımdan Kaynaklanan Büyük Tehlikeler

Yıldırımın yeryüzüne düştüğü yerde çok büyük tehlikeler ve hasarlar oluşabilir. Bunlardan bazıları aşağıda verilmiştir:

• Yangın,
• Güç dalgalanması,
• Şok dalgası.

Yıldırımdan Korunma Yolları

Yüksek binalar, ağaçlar ve metal direkler gibi iyonlaştırıcı cisimler yıldırım oluşumu için uygun şartlar oluştururlar. Can ve mal kaybını en aza indirebilmek için aşağıda belirtilen hususlar dikkate alınmalıdır:

• Yüksek bina ve yapılarda paratoner (yıldırımsavar) kullanılmalıdır.
• Fırtınalı havalarda ağaç ve direkler gibi yüksek cisimlerden uzak durulmalıdır.
• Şemsiye gibi sivri metal içeren eşyalar kullanılmamalıdır.
• Yapıların üstlerinde,
• Korumasız açık teknelerde,
• Elektrik ve su tesisatları yakınında,
• Kapı ve pencere yakınında,

Yıldırımdan Korunma Sistemleri

Franklin Çubuğu (Yakalama Ucu) İle Yıldırıma Karşı Koruma

Yakalama ucu, bir binanın tepesine monte edilmiş ve binaya yıldırım düşmesini engellemek için elektriksel olarak topraklanmış metal bir çubuk veya iletkendir.

Faraday Kafesi İle Yıldırıma Karşı Koruma

Bir yapının en yüksek kısımlarına düzenli aralıklarla yerleştirilen çubuklara ek olarak bir yıldırım koruma sistemi tipik olarak bir tavan üstü iletken ağı, çatıdan zemine çoklu iletken yollar, yapı içindeki metalik nesnelere bağlantı ve bir topraklama ağı içerir.

Gerili Hat İle Yıldırıma Karşı Koruma

Bu gerili tel sistemi, alışılmamış veya düzensiz bir mimariye sahip tekil binalar veya açık alanlarda kullanılır.

Topraklama

Bir elektrikli cihazın metalik gövdesini ve gerilim altında olmayan bütün tesisat kısımlarını veya tesisatlarını toprağa bağlamaya, topraklama denir. Aşağıda topraklamanın temel amaçları verilmiştir:

• Elektrikli cihazlarda oluşabilecek kaçak akımdan insan hayatını korumak,
• Gerilimi uygun değerde sabit tutmak,
• Yıldırıma karşı elektrik sistemini ve binaları korumak,
• Elektrik tesisat sistemlerinde yangın riskini önlemek.

Topraklama Çeşitleri

Elektriksel sistemlerde yaygın olarak uygulanan üç çeşit topraklama yöntemi mevcuttur. Transformatör, jeneratör ve döner makine gibi elektriksel cihazların nötr (yıldız) noktalarının topraklanmasına işletme topraklaması , canlıları ve özellikle insanları tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı koruma amacıyla yapılan ve elektrik cihazlarının akım taşımayan kısımlarının topraklandığı koruma topraklaması ve elektriksel bir sistemde kullanılan bazı elemanların fonksiyonlarını yerine getirebilmeleri için yapılan fonksiyon topraklaması yapılmaktadır.

İşletme Topraklaması

Nötr Noktası Topraklamanın Önemi

Hem alçak hem de orta gerilim enerji sistemleri için, çeşitli nötr noktası topraklama seçenekleri mevcuttur. Transformatörlerin, jeneratörlerin ve döner makinelerin nötr noktalarının toprağa bağlanması, gerilim referans noktası (0 V) sağlar.