ZİNCİR İZOLATÖRLERDE ELEKTRİK ALAN DAĞILIMININ İNCELENMESİ

Abstract

Doktora Tezi ZİNCİR İZOLATÖRLERDE ELEKTRİK ALAN DAĞILIMININ İNCELENMESİ Mehmet CEBECİ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1991, Sayfa: 123 Bu tezde, Sonlu Elemanlar Yöntemi yardımıyla yüksek gerilim hatlarında kullanılan zincir izolatörlerin elektrik alan dağılım! an hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, deneysel çalışma sonuçlan ile karşılaştın İmi ştır. Bu amaçla önce, çalışmanın literatürdeki ve uygulamadaki yeri araştın İmi ştır. Aynca Sonlu Elemanlar Vönteminin özellikleri, elektrik alan problemlerinin çözümünde sağladığı üstünlükler ve çözüm bölgesini otomatik olarak bölmelemenin gerekliliği incelenmiştir. Açık sınırlı alan özelliği gösteren izolatör problemlerinde, sınır şartlannın uygulanması esnasında ortaya çıkan sorunlar belirlenmiştir. Daha sonra, çevre şartlanndan dolayı izolatör yüzeyinde oluşan kir tabakası iletkenliğini içeren kompleks dielektrik sabiti tanımlanmış veIll hesaplara nasıl katılacağı gösterilmiştir. İzolatörlerin, statik ve dinamik elektrik alan dağılımlarının hesabı için kapasitif ve rezistif-kapasitif eşdeğer devre modelleri elde edilerek Sonlu Elemanlar Yöntemi, bu modellere uygulanmıştır. Çözüm bölgesine ilişkin verilerin otomatik olarak üretimi için yapılan çalışmalar sonucunda, izolatörler gibi eğrisel kenarlı teçhizatın kenarlarına iyi bir şekilde uyum sağlayan bir bölmeleme tekniği ve buna ilişkin otomatik veri üretim programı geliştirilmiştir. Program, sistem denklemlerinin küçük bir band genişliğine sahip olmasını sağlayacak şekilde üretilen verileri düzenlemektedir. Ayrıca bu program yardımıyla zincir izolatör, çubuk izolatör, parafudr gibi üst üste gelen elemanları veya bölümleri, aynı şekil ve yapıya sahip olan malzemelere ilişkin çözümlerde, malzemenin elemanlarından biri veya bir bölümü için hazırlanan küçük bir başlangıç bilgisinden, çözüm bölgesine ilişkin tüm veriler üretilebilmektedir. Zincir izolatörde, elemanları birleştiren metal bölge sınırlarında düğüm potansiyellerinin eşit olması şartı, sistem denklemlerine dahil edilerek çözümler elde edilmiştir. İki elemandan oluşan zincir izolatör için, bu sınır şartının uygulanmasında Lagrange çarpanları kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar için iletken kağıt yönteminden yararlanılmıştır. Statik alan dağılımları elde edilen temiz zincir izolatörlerin deney ve bilgisayar sonuçlan çizdirilerek, karşılaştırmalar yapılmıştır. Dinamik alan dağılımı hesaplanan kirli izolatörlere ilişkin bilgisayar sonuçlan da aynca verilmiştir.