YILDIRIMIN OLUŞUMU

DEŞARJIN BİRİNCİ FAZI

Yıldırım deşarjı, buluttan toprağa doğru bir ışık şeklinde gözlemlenir.  Ancak bulut ile toprak arasındaki yolun bir kısmını kat ettikten sonra söner. Mikro saniyeler ile ölçülebilecek bir zaman diliminden sonra ikinci bir akı birinci akının yolunu takip eder ve böylece bir ön deşarj oluşur. Bu tip akılara “pilot deşarj” da denir. Bulut temel yükü negatif olduğu için pilot deşarjlar toprağa ulaşmadan sönerler. Pilot deşarjların ucu toprağa oldukça yakındır. Ancak sıçramalar 30-40 metre uzunlukta ve toprak yüzeyinden bağımsızdır.

DEŞARJIN İKİNCİ FAZI

Meydana gelen pilot akının hareketi ile toprak yüzeyindeki elektriksel alan şiddetinin büyümesi sonucunda ters yönde (topraktan yukarıya) ve pozitif (+)  değerde “Yer deşarjı” olarak adlandırabileceğimiz bir deşarj doğar. Bu deşarj sönmeye başlamış olan pilot deşarja ve onun yolundan yüklü buluta ulaşana kadar sürer. (Yıldırım deşarjının havadan yere mi yoksa yerden havaya mı diye merak edilmesinin sebebi budur) Bu aşamada artık ikinci faz oluşmuştur. Aktif paratonerin devreye giriş aşaması ikinci fazdadır. Yoğunlaşan elektriksel alanı arttırarak bir sonraki evrede ana deşarjın herhangi bir yerden değil de kendi üzerlerinden topraklanmasını bu şekilde sağlarlar.

DEŞARJIN ÜÇÜNCÜ FAZI

Artık yer deşarjı yüklü buluta ulaşmış durumdadır. Evvelki fazlarda yükünü boşaltamamış olan buluttan diğer deşarjlar artık bu yer deşarjı ile oluşmuş iyonize kanalı takip ederek peş peşe bu kanaldan toprağa akarlar. Dolayısı ile ikinci fazda elektriksel alan yoğunluğunu arttırmış olan aktif paratonerin üzerinden toprağa akarlar. Aktif paratonerlerin “Erken Akış Uyarılı (E.S.E)” olarak adlandırılması bu sebeptendir.

YILDIRIMDAN KORUNMA YÖNTEMLERİ

FRANKLİN ÇUBUĞU (Statik Yakalama Ucu)

Yıldırımdan korunma konusundaki en klasik yöntemdir. Yüksek bir yere monte edilen iletken çubuk tepe noktası olmak üzere yere doğru 45 derecelik bir koruma alanı yaratır. Tepe noktasından aşağı doğru uzanan bu koniye “Franklin konisi” denir. Koruma alanı yarıçapı yakalama ucunun tabandan yüksekliğine eşittir (h). Geniş alandaki binalarda kullanıldığında yıldırımdan korunma özelliği olmayıp minare, baca, kule, deniz feneri gibi taban alanı dar ancak yüksekliği fazla olan yapılarda etkin bir koruma alanına sahiptir. Günümüzde de halen adı geçen ince uzun yapılarda kullanılan bir yıldırımdan korunma yöntemidir.

FARADAY KAFESİ

Adını mucidi Michael Faraday’dan alan bu sistem, geniş alana yayılmış bina ya da binaların yıldırımdan korunmasında kullanılmaktadır. Genel bir bakış açısı ile Franklin çubuğu sisteminin gelişmiş bir versiyonudur. Binanın çatısında istenilen koruma etkinliğine göre iletkenlerin enine ve boyuna uzatılarak her bir kesişim noktasına bir adet yakalama ucu monte edilmesi ve iletkenlerin bina boyunca zemine kadar uzatılarak topraklanması esasına dayanır. İndirme iletkenleri binanın zemin kotunda teşkil edilen ve binayı çevreleyen ihata iletkenine bağlanır. Sistem halen kullanılsa da gerek bina haricindeki dış alanı yıldırımdan koruyamaması ve gerekse maliyetinin çok yüksek olması sebebiyle yaygın olarak kullanılmamaktadır.

AKTİF PARATONER ÜNİTESİ

AKTİF PARATONERLERİN ÇALIŞMA İLKESİ

Aktif paratonerler erken akış uyarı prensibi ile çalışan paratonerler olarak da anılırlar. Early Streamer Emission İngilizce sözcük grubunun baş harfleri alınarak E.S.E aktif paratoner olarak da tanımlanırlar. Aktif paratonerlerin çalışma prensibi o anki havanın yüklerine göre elektrik alan şiddetinin arttırılmasına dayanmaktadır. Böylece negatif veya pozitif yıldırım çeşitlerine karşı koruma sağlamış olmaktadır. Yıldırıma karşı korumada en son geliştirilen bu yöntem hızla yaygınlaşmaktadır. Bu paratonerlerin çalışma prensibi, yıldırım yeryüzü ile birleşmeden önce yakalayarak deşarjı güvenli bir biçimde toprağa aktarmaktır. Aktif paratonerlerde bu nedenle yakalama hızı (Δt) önem kazanır. Havada oluşturduğu elektrik alanı sayesinde yıldırıma iletken bir yol hazırlayarak toprağa veren aktif paratonerler havayı iyonize etmediği için gereksiz deşarjlara neden olmamaktadır. Aktif paratonerler (ESE), enerjilerini havada oluşan elektrostatik ve elektromanyetik alan yoğunluğu değişiminden alırlar.

AKTİF PARATONERLERİN ÖZELLİKLERİ

Aktif paratonerlerin en önemli özellikleri, kurulmuş oldukları yerlerde dairesel alanda yıldırımdan etkin bir koruma sağlamalarıdır. Dolayısıyla uygun bir projelendirme ile hem ekonomik hem de etkin yıldırımdan korunma aktif paratonerler ile yapılır. Aktif paratoner sistemlerinde paratoner tesisinden toprağa tek noktadan iniş yeterli olmaktadır. Bununla birlikte çok yüksek binalarda her 20 m’de bir yatayda binanın dış yüzeyince iletkeni döşemek gerekir ki bu sisteme de “kuşaklama” denir. Aktif paratoner sisteminin de tıpkı faraday kafesi gibi topraklamasının son derece iyi olması gerekmektedir. Aktif paratonerlerin kullanım alanları :Tüm binalara, açık alanlara rahatlıkla ve çeşitli şekillerde uygulaması yapılan aktif paratonerler okullar, hastaneler, fabrika binaları, baz istasyonları, akaryakıt dolum ve satış istasyonları, havaalanları, stadyumlar, apartmanlar, yazlık siteler, cami, kilise ve havralar gibi yaşam alanımızda bulunan tüm bina ve tesislerde kullanılmaktadır.