Bir yıldırım çarpması sırasında bir ani güç artışı koruyucusu içinde ne olur?

Yıldırım Darbesi Sırasında Bir Deprem Koruma Cihazında Ne Olur?

Yıldırım darbesi sırasında, deprem koruma cihazları (SPD'ler) geçici aşırı gerilimlerden (yani, dalgalarından) elektrik ekipmanlarını korumada kritik bir rol oynar. Aşağıda, bu tür olaylar sırasında SPD içinde gerçekleşen ana süreçler ve mekanizmalar bulunmaktadır:

1. Dalga Tespiti ve Tepki

Yıldırım darbesi sonucu oluşan dalga güç sistemine girdiğinde, deprem koruma cihazı bu anormal gerilimi hızlıca tespit eder. Genellikle, SPD'ler belirli bir eşiği ayarlanmıştır; tespit edilen gerilim bu eşiği aştığında, koruyucu koruma mekanizmasını aktive eder.

2. Enerji Emilimi ve Dağılımı

SPD'ler, bağlı elektrik ekipmanlarına ulaşmasını önlemek için dalga enerjisini emer ve dağıtır. Yaygın emme ve dağıtım mekanizmaları şunlardır:

a. Metal Oksit Varyistörler (MOVs)

• Çalışma Prensibi: MOV'lar, uygulanan gerilime göre direnci değişen doğrusal olmayan direnç malzemeleridir. Normal çalışma gerilimleri altında, MOV'lar yüksek direnç gösterir; gerilim belirli bir eşiği aştığında, direnci hızla düşer ve akımın geçmesine izin verir.

• Enerji Dağılımı: MOV'lar fazla elektrik enerjisini ısıya dönüştürerek dağıtır. MOV'lar birden fazla küçük dalga sonrası kendilerini yeniden toplayabilme özelliklerine sahiptir, ancak büyük veya sık tekrarlayan dalgalar sonrasında başarısız olabilirler.

b. Gaz İyonlama Tüpü (GDTs)

• Çalışma Prensibi: GDT'ler, pasif gaz ile dolu kapalı tüplerdir. İki uç arasındaki gerilim belirli bir değeri aştığında, içteki gaz iyonlaşır ve akım için iletken bir yol oluşturur.

• Enerji Dağılımı: GDT'ler, gaz iyonlaşmasıyla oluşturulan plazma yoluyla dalga enerjisini dağıtır ve gerilim normal seviyeye döndüğünde plazmayı otomatik olarak söndürerek yalıtımı geri getirir.

c. Geçici Gerilim Baskılama (TVS) Diyotları

• Çalışma Prensibi: TVS diyotları, normal çalışma gerilimleri altında yüksek direnç durumunda kalır. Gerilim kırılma gerilimini aştığında, diyot hızla düşük direnç durumuna geçerek akımın akmasına izin verir.

• Enerji Dağılımı: TVS diyotları, iç PN bağlantılarının çöküş etkisi yoluyla dalga enerjisini dağıtır ve hızlı tepki veren küçük dalgalar için uygun olan bileşenlerdir.

3. Enerji Yönlendirme ve Topraklama

SPD'ler, sadece dalga enerjisini emer, aynı zamanda bazı kısmını toprak hatlarına yönlendirerek ekipman üzerindeki etkileri daha da azaltır. Spesifik mekanizmalar şunlardır:

• Yönlendirme Devreleri: SPD'ler, aşırı gerilimi yük cihazlarına doğrudan girmesini önleyecek şekilde toprak hattına yönlendirmek üzere özel yönlendirme devreleri ile tasarlanmıştır.

• Topraklama Sistemi: İyi bir topraklama sistemi, etkili SPD işlemi için kilit bir özelliktir. Topraklama sistemi, dalga enerjisini hızlıca toprağa dağıtmak için düşük impedanslı bir yol sağlamalıdır.

4. Dalga Sonrası Kurtarma

Dalga olayının ardından, SPD normal çalışma durumuna dönmelidir. Farklı türde koruyucular farklı kurtarma mekanizmalarına sahiptir:

• MOVs: Dalga MOV'ye kalıcı hasar vermediyse, gerilim normalleştiğinde otomatik olarak yüksek direnç durumuna dönecektir.

• GDT'ler: Gerilim normal seviyeye döndüğünde, GDT'nin içindeki plazma otomatik olarak sönecektir, yalıtım durumu geri gelir.

• TVS Diyotları: Gerilim normalleştiğinde, TVS diyotları da otomatik olarak yüksek direnç durumuna dönecektir.

5. Arıza Modları ve Koruma

SPD'ler, dalgaları yönetmek için tasarlanmış olsa da, aşırı durumlarda başarısız olabilirler. Güvenliği sağlamak için birçok SPD ek özelliklere sahiptir:

• Termal Kesme Cihazları: MOV veya diğer bir bileşen aşırı ısındığında ve başarısız olduğunda, termal kesme cihazı devreyi kesecek, yangın ve diğer tehlikeleri önleyecektir.

• Gösterge Işıkları/Alarm Sistemleri: Bazı SPD'ler, koruyucunun hala doğru çalışıp çalışmadığını kullanıcıları bilgilendirmek için gösterge ışıkları veya alarm sistemleri ile donatılmıştır.

Sonuç

Yıldırım darbesi sırasında, deprem koruma cihazları aşağıdaki adımlarla elektrik ekipmanlarını korur:

• Dalga Tespiti: Gerilimin normal aralıkları dışında olduğu durumları belirler.

• Enerji Emilimi ve Dağılımı: MOV'lar, GDT'ler ve TVS diyotları gibi bileşenleri kullanarak dalga enerjisini ısıya veya diğer enerji biçimlerine çevirir.

• Toprak Hatlarına Yönlendirme: Aşırı gerilimi toprak hatlarına yönlendirerek ekipman üzerindeki etkileri minimize eder.

• Normal Duruma Dönüş: Dalga sonrası, koruyucu normal çalışma durumuna döner.

• Arıza Koruması: Aşırı durumlarda daha fazla hasara engel olmak için ek güvenlik önlemleri sağlar.